民用飞机液压反推与电反推权衡研究

隋杰飞　周宇穗

【摘 要】通过对比分析民用飞机液压反推与电反推在作动方案、使用性能、能量消耗、维修性及系统复杂程度，得出液压反推与电反推的优劣势和适用范围，为民用飞机选择反推作动方式提供借鉴。

【关键词】反推力装置；液压反推；电反推

0 前言

反推力装置是民用飞机重要的减速装置，可有效缩短飞机着陆滑跑距离。目前反推力装置主要有液压作动和电作动两种作动方案。液压作动反推力装置技术成熟，市场占有率高，广泛应用于大部分民用飞机上[1]。电作动反推力装置作为新技术，在A380飞机首次应用，随着技术逐步成熟，中国大型客机也采用了电作动反推力装置。

1 反推力装置作动方案

反推力装置是通过反推作动器推动反推滑动整流罩运动来折返并导引发动机排气。反推力装置一般包括4个（或者6个）反推作动器，多个反推作动器之间由同步轴串联，保证反推作动器运动同步。

液压反推力装置使用飞机液压源，液压反推力装置由一个液压控制器（HCU）控制反推作动器的运动，液压控制器中包含一个隔离控制阀（ICV）和一个方向控制阀（DCV），隔离控制阀控制飞机液压源的通断，方向控制阀控制反推作动器的运动方向。液压控制器由发动机全权限电子控制器（FADEC）根据控制逻辑统一控制[2]。

电反推力装置使用飞机电源，电反推力装置包含有一套电动马达和一个功率驱动装置，电动马达通过机械同步轴驱动反推作动器的运动，功率驱动装置控制电动马达的输入功率和运动速度，功率驱动装置接受发动机全权限电子控制器（FADEC）的控制指令。

2 使用性能对比

反推力装置使用性能包含反推展开时间和反推收起时间，液压作动反推力装置在环境温度低于-15℃时，液压油的粘性增大将影响液压作动反推力装置的使用性能，致使液压作动反推力装置作动缓慢，展开/收起时间变长，而电作动反推力装置的使用性能几乎不受低温的影响，反推性能对比如图1所示，其中电反推性能来源于A380航线使用数据，液压反推性能来源于A330航线使用数据。

3 能量消耗对比分析

在反推力装置正常展开过程，作用在反推整流罩上的气动载荷是变化的，在反推力装置刚开始展开时，气动载荷阻碍反推整流罩，随着反推整流罩逐渐展开，气动载荷逐渐减小，在反推展开至总行程的20%左右，气动载荷的作用方向发生变化，气动载荷帮助反推整流罩展开。液压作动反推力装置在反推展开过程中，液压压力提供一个连续的几乎恒定的液压载荷，这必然造成液压能量的损失。而电作动反推力装置由于反推力装置控制装置TRCU控制输出功率，在反推力装置展开过程中，电作动反推力装置输出功率逐渐减小，在反推展开至总行程的20%左右，电作动反推力装置开始刹车，电作动反推力装置输出功率随外界气动载荷的变化而变化，较恒定功率输出的液压作动反推力装置节省能量约60%。

4 维修性对比分析

液压反推使用高腐蚀性的液压油，液压油对喷漆表面和有机材料均有腐蚀性，需特殊防护，避免接触，同时液压油泄漏对环境和人的皮肤均有害，因此在液压部件拆卸及安装时均需防范液压油泄漏。在液压反推维护时，也要防止液压油污染。在液压部件更换后，也需运转反推多个循环以排掉液压油中的空气，而电反推不使用液压油，就避免了液压反推的这些维护需求。

液压反推维护工具及维护方法通用，液压反推经过了长时间的航线运营考验，液压维护部件容易获得，部件维护方法和程序对航线人员都比较熟悉，部件检测和试验在航线上都已形成标准规范。

5 系统复杂程度及优缺点

电反推在软件和电气控制方面集成度高，需开发一个复杂的电气控制和软件；系统和部件研发、生产和备用成本高，但电反推失效探测和健康监控能力强，电反推和多电飞机架构兼容性强。

液压反推低成本，价格便宜，由于液压反推在航线上的广泛使用，其总体成本和更换维护成本都较低，虽然液压作动器本身较电反推作动器较贵，但是液压控制部件较其它电气部件明显便宜[3]。

6 结论

经以上分析，液压反推在现役飞机广泛使用，非常成熟，相比电反推拥有更多的使用经验，技术更加成熟可靠。液压反推在重量、系统架构复杂性、可靠性、成本、热环境和适航方面与电反推相比具有优势。

电反推属于新技术，航线使用经验少，技术成熟度低，但在低温性能、维护性、故障探测和健康监控方面比液压反推具有优势，同时与多电飞机架构兼容性强。

【参考文献】

[1]靳宝林，邢伟红，刘殿春.飞机/发动机推进系统反推力装置[J].航空发动机， 2004，30.

[2]Asbury S， Yetter J.Static performance of six innovative thrust reverser concepts for subsonic transport application[R]. NASA-TM-201300，2000.

[3]邵万仁，叶留增，沈锡钢，等.反推力装置关键技术及技术途径初步探讨[C]//中国航空学会.2007年学术年会，深圳，2007.

[责任编辑：杨玉洁]