一种飞机刹车和转向一体化控制系统和飞机的制作方法

本发明涉及飞机，具体涉及飞机地面控制系统中的飞机刹车和转向一体化控制系统以及具有其的飞机。

背景技术：

1、飞机刹车系统和转向系统在飞机在滑行、起飞以及着陆阶段均起重要作用，飞机刹车系统和转向系统属于影响飞机安全的关键系统。一般情况下，飞机的刹车系统和转向系统分别控制，刹车系统采用有动力的刹车或者发动机反桨等的操作，转向系统多采用液压或者机械系统通过控制前轮左右偏转来实现飞机转向。

2、现需要针对轻型飞机对刹车系统和转向系统进行改进。上述刹车系统和转向系统分别设置的方式会存在重量增大的问题。而现有一种飞机刹车和转向一体化控制系统，其包括电控器、油箱、作动筒、电磁阀和制动盘，其中，电控器、作动筒、电磁阀以及制动盘均分别对应左右轮而设置两组，两个电控器分别控制对应的作动筒，每个作动筒通过对应的电磁阀与一个制动盘连通，而油箱则对两个作动筒供油。如此，驾驶员的刹车操作的信号通过控制器到达两个电控器，两个电控器伸长并推动作动筒、同时系统控制电磁阀到达旁通位置，此时油路连通至制动盘，左右两个制动盘均制动刹车。而控制器只带动其中一个电控器而只带动一个制动盘即可实现飞机转向。

3、虽然现有的该套系统实现刹车转向一体化控制，但未考虑到轻型飞机所载能源更为有限以及未考虑紧急情况的应对，一旦断电整套控制系统将失效；另外，这套系统未对左右驾驶员对刹车和转向控制的协调进行考虑，或者同样需要依靠控制器对操作信号进行判断来完成左右驾驶员之间的协调，同样存在断电失效问题，可见该套系统应用在轻型飞机的实用性和可靠性较差。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供应用在轻型飞机而具备实用性和可靠性的飞机刹车和转向一体化控制系统。

2、本发明的第二目的在于提供一种具有上述刹车和转向一体化控制系统的飞机。

3、本发明第一目的提供的飞机刹车和转向一体化控制系统包括第一左作动筒、第一右作动筒、左刹车装置和右刹车装置；还包括第二左作动筒、第二右作动筒、第一转换活门、第二转换活门和锁闭开关；第一左作动筒与第一转换活门的第一端连通，第二左作动筒与第一转换活门的第二端连通，第一转换活门的输出端与左刹车装置通过第一管路连通；第一右作动筒与第二转换活门的第一端连通，第二右作动筒与第二转换活门的第二端连通，第二转换活门的输出端与右刹车装置通过第二管路连通，锁闭开关设置在第一管路以及第二管路上以控制通断；还包括左驾驶员左脚踏板、左驾驶员右脚踏板、右驾驶员左脚踏板、右驾驶员右脚踏板和操纵杆，左驾驶员左脚踏板与第一左作动筒的顶杆机械联动，左驾驶员右脚踏板与第一右作动筒的顶杆机械联动，右驾驶员左脚踏板与第二左作动筒的顶杆机械联动，右驾驶员右脚踏板与第二右作动筒的顶杆机械联动，操纵杆用于操动锁闭开关。

4、进一步的方案是，当第一转换活门的第一阀芯处于中位且左驾驶员左脚踏板被踩踏后可带动第一左作动筒的顶杆收缩并逼迫第一阀芯在压差下偏移并封堵第一转换活门的第二端；当第一阀芯处于中位且当右驾驶员左脚踏板被踩踏后可带动第二左作动筒的顶杆收缩并逼迫第一阀芯在压差下偏移并封堵第一转换活门的第一端；当第二转换活门的第二阀芯处于中位且左驾驶员右脚踏板被踩踏后可带动第一右作动筒的顶杆收缩并逼迫第二阀芯在压差下偏移并封堵第二转换活门的第二端；当第二阀芯处于中位且右驾驶员右脚踏板被踩踏后可带动第二右作动筒的顶杆收缩并逼迫第二阀芯在压差下偏移并封堵第二转换活门的第一端。

5、由上述方案可见，本发明转向系统与刹车系统共用一套控制装置，在不改变飞行员操作动作的前提下，能够实现飞机刹车功能和转向功能。其中，主要的是本发明的设计避免由于设计复杂导致的操作部件过多导致故障模式及影响复杂的情况出现，并且其中不涉及电控，即使紧急断电情况下依然能够通过脚踏板和操纵杆操纵刹车和转向，同时减轻飞机设计成本和重量。另外，左右驾驶员可通过转换活门实现对刹车操纵权限的转换，当左侧驾驶员不操作刹车时，右侧驾驶员可以踩下右驾驶左右脚踏板，此时右驾驶员刹车作动筒输出液压油，转换活门转换，单向阀的阀芯封闭左驾驶刹车作动筒，右驾驶刹车作动筒输出液压油经过管路和停机刹车开关进入刹车装置，右驾驶刹车作动筒到刹车装置之间油腔封闭，使机轮刹车。差动刹车、停机刹车与左驾驶刹车操作一致。

6、再进一步的方案是，飞机刹车和转向一体化控制系统还包括补油杯，补油杯连通至第一左作动筒、第一右作动筒、第二左作动筒以及第二右作动筒，补油杯的位置高于第一左作动筒、第一右作动筒、第二左作动筒以及第二右作动筒的位置。

7、再进一步的方案是，补油杯上设置通气孔。

8、由上可见，安装在座舱之外，安装位置高于作动筒位置，靠重力给刹车和转向系统进行供油，而进一步的是，补油杯上设计通气孔以防止供油不畅的问题发生。

9、更再进一步的方案是，还包括第一软管，左刹车装置包括第一缸体和第一活塞杆，第一缸体与第一管路之间通过第一软管连通；还包括第二软管，右刹车装置包括第二缸体和第二活塞杆，第二缸体与第二管路之间通过第二软管连通。

10、由上可见，采用软管进行连接能够保证油路运作的可靠性不受机轮动作而影响。

11、更进一步的方案是，当锁闭开关处于第一位置，第一管路与第二管路均连通；当锁闭开关处于第二位置，第一管路与第二管路均断开。

12、由上可见，当飞机正常飞行时刹车锁闭开关打开而作为刹车管路的一部分，保证刹车管路完好；而当飞机在地面停放时，双脚踩下左右刹车脚踏板后将刹车锁闭开关放在刹车位，此时刹车装置的油路断开，从而保持刹车装置中的压力，达到停机刹车的目的。

13、再进一步的方案是，左刹车装置和右刹车装置均采用刹车装置，刹车装置包括刹车动盘、刹车静盘、第一刹车片、第二刹车片和油缸，油缸包括缸体和活塞杆，第一管路与左刹车装置的缸体连通，第二管路与右刹车装置的缸体连通；活塞杆带动刹车静盘，第一刹车片与刹车静盘连接，第二刹车片与缸体连接，刹车动盘与机轮连接，第一刹车片、刹车动盘和第二刹车片依次设置；在液压力的作用下，活塞杆运动并推动刹车静盘向刹车动盘运动、缸体沿与刹车静盘相反的方向运动，从而使第一刹车片、刹车动盘和第二刹车片三者依次摩擦配合而使机轮减速。

14、由上可见，相对于单侧刹车，本发明能够带动第一刹车片和第二刹车片从刹车动盘相对两侧进行摩擦配合，具有更好的刹车效果同时具有更好的稳定性。

15、另外进一步的方案是，第一左作动筒、第一右作动筒、第二左作动筒以及第二右作动筒均采用作动筒结构；左驾驶员左脚踏板、左驾驶员右脚踏板、右驾驶员左脚踏板和右驾驶员右脚踏板均采用脚踏板结构；作动筒结构包括筒身、顶杆和外弹簧，顶杆可伸缩地插装于筒身，顶杆的外端伸出至筒身之外；脚踏板结构包括处于自身转摆轴心的第一铰接部和处于自身摆动部的第二铰接部；第二铰接部与顶杆的外端铰接，外弹簧套装在顶杆外、处于筒身外部并且抵接于筒身与第二铰接部之间；脚踏板结构绕转摆轴心转摆可使顶杆收缩并使外弹簧压缩。

16、由上可见，此设置下，驾驶员脚踏板与作动筒的顶杆直接联动，在需要刹车或者转向时，只需要下踏脚踏板即可使顶杆收缩继而实现制动，此设置进一步简化系统结构，更符合轻型飞机的适用需求。

17、再进一步的方案是，作动筒结构还包括活塞件和内弹簧；筒身包括沿自身长度方向依次连通的滑动通道、内腔和出油嘴，筒身还设置补油嘴，补油嘴沿筒身的径向连通至内腔；顶杆与滑动通道滑动配合，顶杆的内端设置锥部，锥部处于内腔中；活塞件设置通孔，且通孔的一端设置锥孔部，沿筒身的长度方向，锥部、活塞件和内弹簧依次设置在内腔中；当顶杆处于收缩位置，锥部、活塞件、内弹簧和筒身依次抵接，且锥部封堵锥孔部以阻断补油嘴与通孔之间的连通；当顶杆处于外伸位置，锥部与活塞件间隔，补油嘴、内腔、通孔和出油嘴依次连通。

18、由上可见，当需要刹车时，飞行员同时踩下与左右刹车作动筒上的脚踏板，脚踏板驱动顶杆向下运动，顶杆的内端的锥部将活塞件上的锥孔封闭，并推动活塞件向下运动，由于活塞件到机轮刹车装置活塞杆之间的这段油腔封闭，由于液体不可压缩，刹车作动筒的活塞件继续向下运动时将推动液压油从出油嘴流出，经刹车锁闭开关和软管后进入刹车装置中，同时该段封闭的液压油受到脚施加的力的作用产生压强，压强在密封容腔内等值传递到刹车装置的活塞杆与缸体上，继而实现刹车制动。当飞行员抬脚松开脚踏板时，刹车作动筒的活塞件在内弹簧的作用下复位，在外界大气压的作用下，刹车装置中的刹车片与脱离刹车动盘，并回到起始位置，松开刹车。另外此时还可以通过补油嘴对内腔补充油液。

19、本发明第二目的提供的飞机采用上述的飞机刹车和转向一体化控制系统。