[发明专利]一种飞机刹车系统的加速寿命试验方法

摘要

一种飞机刹车系统的加速寿命试验方法，采用组合施加温度应力、振动应力等环境条件，在试验过程中增加工作条件并提高全系统工作频率，激发刹车系统的故障隐患，缩短试验时间。在试验过程中按试验剖面循环进行，直至达到要求的可靠性指标。本发明将使用中的通电工作条件、施加刹车压力工作条件、转速变化条件按照施加的工作频率折算到试验时间内，试验采用的工作频率大于使用中实际的工作频率，试验结束后按照GJB1407中的方法、推荐的置信度评估达到的可靠性指标，评估可靠性指标的置信度为90％；寿命评估的经验系数为1.5。通过本发明验证刹车系统在各种工作状态下是否存在故障隐患，实现了对刹车系统进行加速寿命试验的目的。

主权项

1.一种飞机刹车系统的加速寿命试验方法，其特征在于，其具体步骤是：步骤1，确定环境试验的高温；高温为70℃；步骤2，确定环境试验的低温；低温为-55℃；步骤3，确定温度冲击试验条件；1min内将飞机刹车系统从70℃高温箱转入-55℃低温箱；步骤4，确定振动试验条件；根据机场的跑道条件、跑道积水条件，以同类飞机的载客重量、着陆产生的振动数值为基准点，通过飞行试验获得刹车系统的振动条件；所述振动条件的频率范围为15Hz～2000Hz，所对应的功率谱密度是0.002g²/Hz～0.0059g²/Hz；其中，当振动的频率范围为15Hz～200Hz时，所对应的功率谱密度是0.0059g²/Hz；当振动的频率范围为200Hz～400Hz时，所对应的功率谱密度以-2db/octave衰减至0.0037g²/Hz；当振动的频率范围为400Hz～1300Hz时，所对应的功率谱密度是0.0037g²/Hz；当振动的频率范围为1300Hz～2000Hz时，所对应的功率谱密度以-4db/octave衰减至0.002g²/Hz；步骤5，确定工作载荷刹车系统的工作载荷包括刹车系统的刹车压力、刹车系统的防滑电流、刹车系统的工作频率、机轮速度传感器的转速；所述刹车压力包括起飞线刹车压力、防滑刹车压力和地面转弯差动刹车压力；起飞线刹车压力采用20MPa的油源压力；施加方式为：施加0MPa～20MPa的脉动压力，刹车压力的上升/下降时间由电磁阀控制≤0.05s；防滑刹车压力与刹车系统设计减压压力相同，减压压力≤10MPa；刹车阀输出0MPa～10MPa的脉动压力；所述刹车系统的防滑电流为从零到最大的防滑电流；施加40mA的防滑电流；施加方式为0mA～40mA的脉动电流；所述刹车系统的工作频率≥使用中的工作频率；刹车系统的工作频率范围为12次/min～15次/min；地面转弯差动刹车压力及施加：地面转弯差动刹车采用3MPa的刹车压力，由刹车阀提供；施加方式为输出0MPa～3MPa的脉动压力；机轮速度传感器的转速根据机轮的转速确定；机轮速度传感器的转速为0～3000rpm；对机轮速度传感器施加转速时，用变速电机模拟机轮在刹车过程中的转速变化带动机轮速度传感旋转，机轮速度传感器将转速变化量转化成电压信号传给控制盒，模拟进行防滑刹车过程；步骤6，确定试验频率加速条件所述试验条件包括：a)刹车压力工作频率加速的确定：起飞线静刹车工作频率为15次/min；着陆防滑刹车工作频率为12次/min；地面转弯差动刹车工作频率为12次/min；b)防滑刹车电流工作频率加速的确定：当脉动电流为0mA时，刹车系统的输出压力为0；当脉动电流为40mA时，刹车系统输出的着陆防滑刹车压力为10MPa；防滑电流的工作频率为12次/min；步骤7，确定试验剖面所述的试验剖面包括高温试验剖面、温度冲击试验要求、低温试验阶段和振动试验要求；a)确定高温试验剖面，包括高温条件下的地面差动刹车试验、起飞线静刹车试验、着陆防滑刹车试验；b)确定温度冲击试验要求，70℃高温试验完成后在1min内将刹车系统推进-55℃的低温箱，实现温度冲击作用；c)确定低温试验剖面，包括低温条件下的地面差动刹车试验、起飞线静刹车试验、着陆防滑刹车试验；d)确定振动试验要求，包括频率变化范围和功率谱密度的范围；所述频率变化范围为15Hz～2000Hz，所述功率谱密度的范围为0.002g²/Hz～0.0059g²/Hz；e)确定地面差动刹车、起飞线静刹车、着陆防滑刹车各试验阶段的时长，按下列步骤确定时长：试验剖面循环1次的总起落数＝高温试验阶段的起落数+低温试验阶段的起落数+振动试验阶段的起落数                                            (1)在式(1)中：高温试验阶段的起落数＝低温试验阶段的起落数                (2)根据式(3)分别确定高温阶段地面差动刹车试验时长、高温阶段起飞线静刹车试验时长、高温阶段防滑刹车试验时长、低温阶段地面差动刹车试验时长、低温阶段起飞线静刹车试验时长、低温阶段防滑刹车试验时长和温变过程中进行振动试验的时长，计算时长以min为单位取整；步骤8，试验第一步，进行高温试验：将安装有刹车系统、高低温压力表的试验台推入70℃的高温箱，启动液压源进行地面差动刹车试验，地面差动刹车压力由刹车阀输出，刹车阀由计数器按设置的频率控制，地面差动刹车的工作频率为12次/min；每个循环试验时长42min；起飞线静刹车试验：地面差动刹车试验完成后，由电磁阀接通和断开油源压力进行起飞线静刹车试验，接通或断开的时间均不大于0.05s；电磁阀接通和断开的工作频率由计数器控制为15次/min；每个循环试验时长17min；着陆防滑刹车试验：起飞线静刹车试验完成后，由刹车阀输出刹车压力，控制盒给伺服阀输出防滑电流，刹车系统进行防滑工作，工作频率为12次/min；每个循环试验时长60min；第二步，进行温度冲击试验，将刹车系统试验台在1min内转入-55℃的低温箱；第三步，进行低温试验：所述低温试验包括地面差动刹车试验、起飞线静刹车试验和着陆防滑刹车试验；试验时，重新启动液压源进行地面差动刹车试验，地面差动刹车压力由刹车阀输出，刹车阀的工作由计数器按设置的频率控制，地面差动刹车的工作频率为12次/min；试验时长42min；起飞线静刹车试验：地面差动刹车试验完成后，由电磁阀接通和断开油源压力进行起飞线静刹车试验，接通或断开的时间均不大于0.05s；电磁阀接通和断开的工作频率由计数器控制为15次/min；试验时长17min；着陆防滑刹车试验：起飞线静刹车试验完成后，由刹车阀输出刹车压力，控制盒给伺服阀输出防滑电流，刹车系统进行防滑工作，工作频率由计数器控制为12次/min；试验时长60min；第四步，进行温变过程中的振动试验：将刹车系统从-55℃的低温箱中推出安装在振动台上并自然升温至室温，在自然升温过程中进行振动试验；振动试验中同时模拟着陆防滑刹车过程中的工作状态，由刹车阀输出刹车压力，控制盒给伺服阀输出防滑电流，刹车系统进行防滑工作，刹车系统工作频率为12次/min；模拟着陆防滑刹车的试验时长为130min；当完成130min的模拟着陆防滑刹车试验过程后，重复本步骤的第一步至第四步，按试验剖面循环进行上述试验；共循环8次；步骤9，刹车附件的寿命指标计算按照工程经验法进行各项附件的寿命计算，试验时间2000起落，每起落的飞行时间为1h，经验系数为1.5，2000起落/1.5＝1333起落，达到了1200起落的寿命要求；步骤10，刹车系统的可靠性指标计算按照GJB1407规定，当无故障试验时间大于2.3倍的MTBF，就以置信水平0.9通过可靠性增长试验；2000起落等于2000h的工作时间，大于2.3×700h＝1610h，刹车系统的平均故障间隔时间MTBF达到了700h的要求。