刹车系统的功能是飞行员踩踏脚蹬产生刹车指令,通过控制律运算和电液(或机电)转换,给刹车装置提供刹车压力,使机轮产生刹车力矩,从而使飞机减速并操纵其保持正确的滑行方向,或通过操纵停机开关输出停机刹车压力,使飞机在起飞线或机库地面停放时保持静止不动。
具有防滑功能的刹车控制系统,可实时采集各个机轮的转速,通过机轮转速的变化率识别刹车时的跑道表面状态或机轮打滑的深浅,并能够自动地调节刹车压力,使刹车力矩与当时跑道表面状态相适应,防止机轮卡滞(抱死)并获得较高的刹车效率。
刹车控制系统还应具备自检测功能,能够在上电时、维护时及连续工作中对系统自身各部件进行检测,并根据检测到的故障进行相应的告警、余度切换等处理。
目前广泛使用的是液压刹车控制系统,组成各系统的附件通常包括刹车阀或刹车指令传感器、防滑刹车控制单元(控制盒)、机轮速度传感器、电液压力伺服阀、定量器、应急刹车阀、转换阀和压力传感器等。
根据功能区分,刹车控制系统一般包括正常刹车系统、应急刹车系统、牵引刹车系统、停机刹车系统及起落架收上过程中刹停机轮的止转刹车系统:①正常刹车系统通常功能比较齐全,具备刹车-防滑控制及自检测功能,是主要的、应用最多的系统。②应急刹车系统是在正常刹车系统失效后使用的备用系统。③牵引刹车系统是在机动车辆拖动下飞机沿地面滑行时,对飞机实施制动的系统。④停机刹车系统有两种不同用途,用于飞机在地面停放时刹住飞机,以免因风力或地面坡度等因素引起飞机移动而造成意外事故;用于在起飞线上发动机加速过程中刹住飞机,当发动机推力达到额定值时迅速解除刹车,使飞机加速起飞。⑤止转刹车系统用于在飞机起飞之后,起落架进入起落架舱之前使机轮停止转动,以免高速转动的机轮收入轮舱之后,由于振动、碰撞损坏轮舱内的设备和结构件。
刹车控制系统构成如图所示,刹车防滑控制盒是整个刹车控制系统的核心部件,机上28伏电源通过左右起落架舱门开关和应急下电开关给刹车防滑控制盒供电,刹车防滑控制盒再向其他电器部件提供二次电源。飞机在滑跑时,飞行员踩踏脚蹬,通过刹车指令传感器输出刹车指令信号给刹车防滑控制盒。刹车防滑控制盒运算后输出开锁信号打开电磁液压锁,同时输出与刹车指令成正比的阀控电流给电液压力伺服阀,使其输出相应的刹车压力至机轮刹车装置,对机轮实施刹车。
在刹车过程中,刹车防滑控制盒同时采集速度传感器传来的速度信号,判断机轮滚转状态,若机轮打滑出现抱死趋势,刹车防滑控制盒会及时调整输出的阀控电流,快速释放刹车压力,解除机轮打滑。刹车防滑控制盒具备自检测能力,检测到的状态信息和故障信息会通过总线上传给机电管理计算机、飞控系统及告警计算机。
在正常刹车系统故障时,飞行员可通过应急下电开关切断电源,改用气压刹车阀进行应急刹车。另外,飞机在地面的牵引刹车也是通过气压牵引刹车阀实现的。
根据技术的发展历程和技术特点,刹车控制系统经历了以下发展:①惯性防滑刹车系统(20世纪50年代~21世纪),俄罗斯采用较多,使用气压或液压刹车,用惯性防滑器实现防滑功能。②电磁防滑刹车系统(20世纪50年代),使用气压或液压刹车,用开关式电磁阀实现防滑功能。③模拟式电子防滑刹车系统(20世纪60~70年代),使用液压刹车,用模拟电路控制单元配合速度传感器和电液压力伺服阀实现刹车-防滑功能。④模拟式电传防滑刹车系统(20世纪80~90年代),使用液压刹车,通过电气传导方式传递刹车指令信号,仍使用模拟电路控制单元配合速度传感器和电液压力伺服阀实现刹车-防滑功能。⑤数字式防滑刹车系统(20世纪90年代),使用液压刹车,使用数字式控制单元配合速度传感器和电液压力伺服阀实现刹车-防滑功能。⑥数字式电传防滑刹车系统(20世纪90年代),使用液压刹车,通过电气传导方式传递刹车指令信号,使用数字式控制单元配合速度传感器和电液压力伺服阀实现防滑功能。⑦多轮系数字电传刹车控制系统(20世纪90年代),基于8个以上刹车主机轮进行控制的数字电传刹车控制系统。⑧自动刹车系统(20世纪90年代),选定跑道条件后,可以脱离人工控制,根据预先设定的参数自动进行刹车控制的系统(见自动刹车系统)。⑨全电刹车系统(21世纪00年代),全系统采用电传替代液压,用电机和作动器替代了液压刹车装置,实现数字电传防滑刹车功能(见全电刹车系统)。