基于AMESim飞机液压能源系统用户可用压力仿真计算

                                             夏鹤鸣，王鸿鑫

                                    (上海飞机设计研究院，上海210201)

对飞机液压能源系统中存在的压力损失进行了理论分析，并运用AMESim软件建立了飞机液压能源系统元件、管路以及用户的流量压降模型。基于仿真模型对典型飞行阶段液压能源系统各用户支路的压力损失进行仿真计算。该仿真分析模型可用于飞机液压能源系统用户可用压力计算。

    第二次世界大战以来，液压技术在飞机上得到了广泛的应用［1］，直至今日液压能源系统仍然是飞机上最有效动力源，为飞行控制系统、高升力系统、起落架系统以及反推力系统等负载提供动力，是飞机的二次能源之一［2］，在保证飞机的飞行安全上有着非常重要的地位［3］。飞机液压用户可用压力计算是飞机液压能源系统设计的重要组成部分，其计算结果是飞行控制系统的重要设计输入。

    AMESim软件是专门用于机械液压系统建模、仿真及动力学分析，并能够面向工程交互设计的可视化仿真软件［4］，其中液压系统建模库中有大量常用的液压元件、液压源和液压管路等模型。该软件在建立液压系统数字模型的过程中充分考虑到液压油的物理特性和液压元件的非线性特性。本文基于AMESim软件建立飞机液压能源系统元件、管路以及用户流量压降模型，并进行了飞机液压能源系统中压力损失计算。

1飞机液压能源系统的组成

    为保证飞机安全可靠工作，大型民用飞机液压能源系统一般由3套（或3套以上）相互独立的液压能源子系统组成，为飞机液压用户提供动力。每套液压能源子系统由液压泵、液压油箱、液压管路、蓄能器、油滤以及液压用户等装置组成。其中液压泵主要包括作为主液压泵的发动机驱动泵，作为应急泵的电动泵；液压用户主要包括液压作动筒、液压马达、液压作动器以及助力器等。

2飞机液压能源系统中的压力损失

    飞机液压能源系统中的压力损失主要包括沿程压力损失和局部压力损失。沿程压力损失是液体流经直管中的压力损失，而局部压力损失是液体流经管径突变或管路突然弯曲等局部地方的压力损失。

沿程压力损失。

    液压油在管路中流动与管路内壁发生摩擦，造成沿程压力损失，而液压能源系统管路遍布整个飞机，管路长且数量多，因此飞机液压能源系统管路的沿程压力损失是液压能源系统主要压力损失之一，沿程压力损失

计算如下：

式中：Re为液体雷诺数；l为管路长度；d为管路直径；γ为液体运动黏度；ν为液体流速。

局部压力损失。

    液压油流经管路的弯头、接头、突然变化的截面以及阀口等处时，流速的大小和方向将发生急剧变化，产生漩涡，并发生强烈的紊动现象，形成局部压力损失，而飞机中液压能源系统管路管径变化多，走向不规则，管路弯曲、弯头以及变径接头众.......

作者简介：夏鹤鸣（1983—），男，江苏如皋人，上海飞机设计研究院工程师，硕士，主要从事民用飞机液压能源系统的设计工作。

 
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