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[29液压] PTU:龙骨梁上的液压隐士

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发表于 2020-12-18 04:07:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

事情还得从大翼的形态说起。


在高空巡航时,大翼应该是“平”的——所有的附属操纵面都收上,保证大翼具有最好的流线型。但是为了在正常的跑道长度上完成着陆,在下降时大翼就应该变“弯”,放出前缘装置(前缘襟翼和前缘缝翼)十分重要。而在低空中如果遭遇了失速,那么放出前缘缝翼将有利于“改出”,B737NG为此设计了“自动缝翼系统”。失速,粗略讲就是由于“抬头过大”或者“大迎角”而导致大翼上方产生紊流、升力骤减并有失控的趋势;前缘缝翼消除了这些紊流,恢复了升力。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-1.jpg


无论是为了正常放出前缘装置,还是为了改出失速,液压系统都功不可没。以下诸位都是功臣:首先右发的EDP(发动机驱动泵)当之无愧,在正常情况下它提供磅礴的动力;当右发EDP发生故障而无法输出正常压力,PTU从A系统“借”来动力,仍然使用B系统的液压油,专门用于驱动前缘装置;最后,即使A系统和B系统都失效了,备用EMDP驱动“备用襟翼”,也可以放出前缘。


听起来,PTU像是EDP的“B角”,这让平日里与EDP携手的EMDP(不是指备用EMDP)无地自容。事实上,直流电驱动的EMDP虽然能轻松完成很多轻量级的任务(比如方向舵、副翼的操作),但改出失速几乎意味着“顶着台风撑起大伞”,这要求更强的动力和更高的可靠性,因此PTU成为更好的选择。第一、PTU个头虽小,排量却有EMDP的2倍之多;第二、EDP压力低有时意味着同一侧的EMDP也不正常了,例如当液压油泄露,EDP和EMDP有可能同时失去正常压力和正常流量,但是PTU却在液压油箱里保有一些专用的“底油”,因此不惧怕大多数的液压油泄露情况。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-2.jpg


当然了,无论如何努力讲得明白一些,还是有很多读者要挠头,毕竟,PTU太没有存在感了,对于“足不出驾驶舱”的人更是个传说。事实上,波音希望它不受飞行员的干预而完全自动工作,因此驾驶舱里根本没有它的控制部件和指示器。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-3.jpg


那么我们还是先来点“空中特情”好了。假设在空中B系统的某个液压管路严重泄漏了,伴随着液压指示油量的下降,ENG 2上方的LOW PRESSURE点亮。这意味着你失去了右发的液压动力(EDP),但你希望B系统可以保持来自ELEC 1的液压,毕竟正如电门上的“ELEC 1”这个名字所暗示的,B系统的EMDP使用的是来自左发的电源。但是B系统的液压油箱通过同一根管子为EDP和EMDP供油,因此EMDP也损失液压油,ELEC 1上方的LOW PRESSURE灯很快也会被点亮了。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-4.jpg


最后,指示油量逼近于零,你误以为整个B系统都挂了;但是在B系统液压油箱里,竖管以下始终保有4.9 L的PTU专用油,因此PTU成为了B系统唯一的幸存者。如果此时后缘襟翼已经放出但不超过15,PTU将自动工作,利用这部分“底油”将前缘以正常速度放出,但是液压动力却来自A系统。此后,你可以选择备用系统继续放出后缘襟翼到着陆需要的位置。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-5.jpg


由于B系统已经“漏光”,你很容易猜测刚才前缘是备用系统自动驱动的,然而其实是PTU自动驱动的。它只是太低调、太没有存在感了,不容易被想起。现在,真的有必要走进主轮舱来认识一下它。这是左轮舱的视角——


PTU:龙骨梁上的液压隐士-6.jpg


尽管在地面时它一直很安静(这与A320很不同),但还是能很容易在轮舱的“龙骨梁”上找到它。它是一只特殊的液压泵,它以“已增压的液压油”作为动力,来为“未增压/压力不足的液压油”增压——这听起来很拗口。“已增压的液压油”来自液压A系统的,是这只泵的动力,因此它能够工作的条件就包括“A系统压力正常”。当B系统压力不正常,PTU从A系统“借”来动力;但两个系统的液压油是相互隔离的,这使A系统免受可能的泄露情况的连累。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-7.jpg


在左侧轮舱,可以看到A系统液压油的入口和出口。从入口顺着管道,逆着液压油流动的方向,可以找到“PTU控制活门”和“流量限制器”,再往前则是“A系统压力组件”。压力和流量都是功率的因素,因此PTU既希望得到正确的压力,也希望得到正确的流量。流量限制器确保PTU不会由于马达“超转”而输出过大的功率。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-8.jpg


PTU控制活门确保PTU在B系统EDP低压低于2350 psi时工作,这个压力还不足以触发驾驶舱控制面板上的“LOW PRESSURE”灯,后者在系统压力低于1300 psi时才点亮。2350 psi这个信号来自于能够检测B系统(右发)EDP压力的“B系统压力组件”,它在驾驶舱里没有效应,就像只是说了一句悄悄话,PTU就立即行动起来。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-9.jpg


液压系统正常动力来源EDP的排量是36 gpm,EMDP只有大约1/6(5.7 gpm),而经过流量限制的PTU,排量是11.6 gpm。Gpm是一个陌生的流量单位,但它和功率有关。我们只需要知道,就功率来说:PTU × 1 = EMDP × 2。如果比较一下两者的体积,也许会感叹“尺寸不是问题”。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-10.jpg


PTU位于左侧轮舱的部分是一只“液压马达”,因此才有“超转”这个说法。如果参考EMDP(电动马达驱动泵)的命名方法,那么PTU实际上是HMDP(hydraulic motor driven pump),也就是“液压马达驱动泵”。位于右侧轮舱的部分正是“被驱动的泵”(driven pump)。和许多其他液压机械部件(例如EDP和EMDP)一样,它们各有3个液压油出入口;除了液压油的正常入口和出口,还有一个特殊的“壳体排油”出口。



液压机械和处理其他物质的机械一样需要润滑和冷却,但设计师并不为它配置专门的滑油,而是利用了它所处理的液体,从而产生“壳体排油”。“壳体排油”混入正常的回油之中,因此如果在油路的下游检测到碎屑或高温,那么可以怀疑这个机械出了故障。其中,碎屑要在地面通过轮舱里观察相应回油滤的“指示销”或者定期拆下滤芯进行检查才能被发现,而马达或泵超转、故障导致的高温,则有可能在驾驶舱里通过A或B系统的“EMDP过热灯”识别到。


PTU:龙骨梁上的液压隐士-12.jpg


与直观的结论不同,尽管两个系统的过热灯在面板上位于各自的“ELEC”电门上方,但它们不仅仅反应EMDP的过热。由于液压油相互连通,它们实际上就有可能反映出整个系统里不同部件由于故障而过热的情况;只是EMDP的可能性更大,EDP的可能性比较小,而PTU在理论上也是有可能的。



最后,回顾一下前面提到的“空中特情”:假设B系统的液压油漏光了油,PTU还有用吗?回答是肯定的,B系统的液压油箱内有一根专门为EDP和EMDP供油的竖管,低于竖管的液压油无法提供给EDP和EMDP,而是专门留给PTU。因此,对于大多数漏油情况,即使当B系统的液压油量通过竖管漏光了(指示为0%),PTU仍有大约4.9 L(相当于2只大可乐)可以用于前缘装置的放出。不难看出,关于PTU的设计,尽管同样地低调,却总是在暗示前缘装置的重要性。


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这就是PTU,龙骨梁上的液压隐士。设计师为它在液压油箱里留够“底油”,又赋予它双倍的排量。它在平时不露声色,而当右侧失去主要的动力,在关键时候,隐士挥挥手,从左侧借来千钧之力,只为对抗强大的气流,放出那带缝的前缘。一旦使命达成,飞机落地,千钧之力又挥之而去。你听闻它的功绩,急急去探望,只见隐士已在龙骨梁上酣然入睡……


—— END ——


这是另一篇关于PTU的文章(A320):

《A320起飞阶段的“双液压丢失”问题

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发表于 2020-12-18 09:04:08 来自手机 | 显示全部楼层
深入浅出,幽默风趣!
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发表于 2020-12-18 09:41:50 来自手机 | 显示全部楼层
现在看到成语就想歪
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 楼主| 发表于 2020-12-18 10:52:44 来自手机 | 显示全部楼层
哇咔咔 发表于 2020-12-18 09:41
现在看到成语就想歪

哪个成语
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发表于 2020-12-18 11:51:50 | 显示全部楼层
大神  请教一下   如果B漏光  备用放襟翼 是不是   前缘只能放出不能收回  因为剩余4.9L液压油不够多?
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发表于 2020-12-31 16:13:50 来自手机 | 显示全部楼层
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