起落架系統(tǒng)輪載信號分析

　　摘 要：本文首先介紹了進行起落架系統(tǒng)輪載信號分析的背景和意義，然后從起落架系統(tǒng)輪載傳感器的工作原理及安裝位置、安全性考慮和常用輪載信號的整合邏輯等方面進行了分析。最后得出結論：在進行起落架系統(tǒng)和其他飛機系統(tǒng)設計時，針對輪載信號可以參考本文的設計原則，從輪載傳感器的類型和安全性等諸多方面進行考慮。
　　關鍵詞：起落架系統(tǒng) 輪載 安全性
　　中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　引言
　　目前，我國正在積極發(fā)展自己的民用飛機，而民用飛機的一個顯著特點就是必須滿足局方規(guī)定的安全性要求，而起落架系統(tǒng)的輪載信號作為飛機多數(shù)系統(tǒng)進行空地狀態(tài)判斷的唯一重要信號，必須滿足各個系統(tǒng)為滿足安全性要求而提出的安全可靠性要求，因此，有必要對起落架系統(tǒng)輪載信號的各個方面進行分析研究，為起落架系統(tǒng)乃至整個飛機的設計提供有價值的參考。
　　輪載傳感器工作原理
　　現(xiàn)代飛機的WOW傳感器大多都是接近傳感器，這種傳感器包括一個歐姆感抗，當傳感器探測到標靶（每個傳感器都有相應的標靶）時感抗會產生變化，傳感器由一個差分交流信號激勵，這種感抗變化由起落架的電控單元（內嵌接近傳感器評估電路）探測，這樣，傳感器就可以判斷被探測對象的位置狀態(tài)，當傳感器探測到標靶時為“靠近”狀態(tài)，即飛機處于“空中”狀態(tài)，反之則為“遠離”狀態(tài)，即飛機處于“地面”狀態(tài)。接近傳感器工作原理如圖1所示。
　　
　　
　　輪載傳感器安裝位置
　　輪載傳感器一般安裝在起落架的外筒上，它的標靶一般安裝在上扭力臂上或上從臂（從臂相對于扭力臂而言，主要用于支撐剎車系統(tǒng)的液壓管路和線纜），隨著緩沖支柱伸長或壓縮，扭力臂（或從臂）會隨之運動，這樣當緩沖支柱處于全身長狀態(tài)時標靶就會靠近傳感器，反之標靶會遠離傳感器。
　　安全性考慮
　　由于輪載信號對于飛機各個系統(tǒng)的重要性，因此，一般都會在每個位置安裝兩個冗余的傳感器，并且分別由不同的起落架電控單元進行信號處理和傳輸，以滿足安全性和可靠性要求。具體地，安全性考慮主要體現(xiàn)在5個方面：其一，在每個起落架支柱上的兩個冗余傳感器都分別安裝在相互隔離的不同的安裝點上；其二，這兩個傳感器的線路分別與不同的起落架電控單元連接；其三，這兩個傳感器分別由完全獨立的非相似的通道進行信號處理，這種非相似或者由相互獨立的基于硬件技術的硬件通道和基于軟件處理技術的的軟件通道實現(xiàn)，或者由相互獨立的基于非相似軟件的控制通道和監(jiān)控通道實現(xiàn)；其四，電控單元處理后的輪載信號的輸出類型主要有兩種，一種是離散信號，這些離散信號分別由獨立的線路傳輸?shù)狡渌w機系統(tǒng)用戶，一種是總線信號，通過航電的總線網絡傳輸?shù)狡渌w機系統(tǒng)用戶；其五，通過航電總線與另一起落架電控單元進行交叉通信，獲取另一電控單元的傳感器數(shù)據(jù)，通過通道2內部軟件定義的整合邏輯，實現(xiàn)各種輪載信號的整合。
　　常用的輪載信號的整合邏輯
　　起落架系統(tǒng)的電控單元利用軟件通道通過如下的判斷邏輯實現(xiàn)對主起落架的輪載信號、整個起落架的輪載信號、起落架收上激活輪載信號和起落架控制手柄開鎖輪載信號的信號整合，確保相應輪載信號的合理性。
　　下面給出幾個術語的定義。
　　輪載傳感器指示的有效與無效，指的是傳感器的健康狀態(tài)，這種健康狀態(tài)可由自檢功能模塊探測，無效指的是接近傳感器通道短路、開路、軟件通道評估電路刷新率低和硬件通道評估故障，否則認為有效。
　　WOW和WOFW都是輪載狀態(tài)變量，WOFW為WOW的非，當WOW值為真時，表示相應的起落架在地面， WOFW為真時，表示相應的起落架在空中。
　　主起落架輪載信號
　　主起落架輪載信號用變量MLG_WOW來表示，其整合邏輯用自然語言描述為：
　　如果下述條件滿足時，MLG_WOW值為真。
　　1）3/4的主起落架傳感器信號指示為WOW；或者，2）至少每個主起落架上有一個輪載傳感器指示為WOW，同時，其他一個或兩個主起落架輪載傳感器指示無效；或者，3）兩個主起落架輪載傳感器指示為WOW，同時，兩個前起落架輪載傳感器指示為WOW。
　　用途：主輪載信號主要用作其他飛機系統(tǒng)特定功能啟用或激活的邏輯判斷條件之一。
　　整個起落架的輪載信號
　　整個起落架的輪載信號用變量AG_WOW表示，其整合邏輯用自然語言描述為：
　　如果下述條件滿足，則AG_WOW值為真。
　　MLG_WOW為真；同時，
　　或者兩個前起落架輪載傳感器都指示WOW，或者一個指示WOW，而另一個指示無效。
　　用途：整個起落架的輪載信號主要用作其他飛機系統(tǒng)特定功能啟用或激活的邏輯判斷條件之一。對于起落架系統(tǒng)而言，一方面，在系統(tǒng)正常運行期間，該信號作為進入CMS維護模式的必要條件之一；另一方面，在飛機上電后，該信號作為起落架系統(tǒng)進行選擇閥電磁閥完整性測試的必要條件之一。
　　起落架收上激活輪載信號
　　起落架收上激活輪載信號用變量GR_WOFW表示，其整合邏輯用自然語言描述為：
　　如果下述條件滿足，GR_WOFW值為真。
　　1）3/4的主起落架傳感器信號指示為WOFW；或者，2）至少每個主起落架上有一個輪載傳感器指示為WOFW，同時，其他一個或兩個主起落架輪載傳感器指示無效；或者，3）兩個主起落架輪載傳感器指示為WOFW，同時，兩個前起落架輪載傳感器指示為WOFW。
　　用途：只有在飛機離地后處于空中狀態(tài)時，起落架電控單元才會在起落架控制手柄發(fā)出收上指令后給收上電磁閥加電，因此，該信號是作為起落架電控單元給收上電磁閥加電的必要條件之一。
　　起落架控制手柄開鎖輪載信號
　　起落架控制手柄開鎖輪載信號用變量UNLK_WOFW表示，其整合邏輯用自然語言描述為：
　　如果下述條件滿足，UNLK_WOFW值為真。
　　每個起落架上至少有一個有效的輪載傳感器指示為WOFW。
　　用途：飛機在地面時，為了防止意外操作起落架控制手柄到收上位，在起落架控制板組件內都有一個包含電磁線圈的鎖機構，只有當飛機處于空中時，起落架電控單元才會給電磁線圈加電以解鎖，使得手柄可以撥到收上位，因此，起落架控制手柄開鎖輪載信號是起落架電控單元判斷飛機處于空中而自動解鎖的必要條件。
　　結論
　　綜上所述，在進行起落架系統(tǒng)和飛機各個系統(tǒng)設計時針對輪載信號可以參考本文提出的設計原則從輪載傳感器的類型、安裝位置、傳感器冗余性、起落架系統(tǒng)電控單元的冗余性、信號處理通道的獨立和非相似性、信號傳輸?shù)娜哂嘈浴⒊Ｓ玫妮嗇d信號整合的類別、各個系統(tǒng)對輪載信號的安全性要求等諸多方面進行考慮。