軍機機輪和剎車裝置標準研究

何永樂

（西北某地軍事代表室，陜西 興平 713000）

軍機機輪和剎車裝置標準研究

何永樂

（西北某地軍事代表室，陜西 興平 713000）

介紹了SAE ARP1493的主要內(nèi)容，與MIL-W-5013L進行了比較，就材料選用、剎車能量、剎車性能試驗等問題進行了探討。研究表明，SAE ARP1493具有明顯的實用性和技術(shù)先進性，是MIL-W-5013L的簡化版，但有些要求比美軍標高。在MIL-W-5013L對新設(shè)計無效的情況下，SAE ARP1493C可有效解決采標問題。SAE ARP1493對碳剎車的設(shè)計、試驗要求規(guī)定甚少。

軍用飛機；機輪；剎車裝置；設(shè)計； 試驗

航空機輪是保障飛機安全起降的重要設(shè)備，其研制和生產(chǎn)需要遵守相應(yīng)的技術(shù)標準。產(chǎn)品的質(zhì)量如何在很大程度上又取決于設(shè)計標準和規(guī)范。SAE ARP1493《軍用飛機機輪和剎車裝置設(shè)計試驗要求》是美國機動車工程師協(xié)會（SAE）發(fā)布的一份宇航推薦標準。根據(jù)該協(xié)會標準編制和通過規(guī)定，SAE宇航標準可劃分為3類：宇航標準（AS），宇航推薦標準（ARP）和宇航信息報告（AIR）。SAE標準本身不具有任何法律效力，但是，美國軍用標準、美國適航法規(guī)以及軍用和民用航空器研制項目中多有引用。這在一定程度反映出SAE標準的權(quán)威性和技術(shù)上的先進性。SAE ARP1493《軍用飛機機輪和剎車裝置設(shè)計試驗要求》也不例外。本文將介紹SAE ARP1493的發(fā)展情況和主要內(nèi)容，并與美軍標MIL-W-5013L《航空機輪和剎車裝置通用規(guī)范》進行比較，研究它與美軍標的差異，旨在對我國航空機輪設(shè)計規(guī)范的制訂、貫徹和產(chǎn)品研制有所裨益。

1 發(fā)展簡況

為適應(yīng)軍用航空器發(fā)展的需要，1979年7月1日，美國機動車工程師協(xié)會（SAE）發(fā)布了由A-5A小組編制的軍用航空機輪設(shè)計標準—ARP1493《軍用飛機機輪和剎車裝置設(shè)計試驗要求》。該標準自發(fā)布以來經(jīng)過幾次審查修訂，當(dāng)前有效版本是2013 年11月1日發(fā)布的SAE ARP1493C版。SAE ARP1493 A版較初版進行了大量修改，包括編輯性的和實質(zhì)性的技術(shù)修改。其中幾個重要變化是對4.2.5滾轉(zhuǎn)試驗最小滾轉(zhuǎn)里程進行修改，新增條款要求-3.4.2.8 活塞止動器和4.2.13.2 脈沖循環(huán)試驗。SAE ARP1493B版也做了許多修改，其中幾個重要變化是對3.5.4剎車能力要求表3、表4內(nèi)容和4.2.14.1 高溫老化試驗溫度進行修改。SAE ARP1493C版與SAE ARP1493B版相比發(fā)現(xiàn)內(nèi)容上沒有變化，只不過是SAE ARP1493B版的固化（Stabilized）或“凍結(jié)”。按照SAE的規(guī)定，后面不會再進行定期評審。

2 主要內(nèi)容

SAE ARP1493 當(dāng)前版本為C版，如上所述，在技術(shù)內(nèi)容上與SAE ARP1493B版完全相同，SAE ARP1493B版出現(xiàn)的明顯刊印錯誤，它也沒有糾正。例如，SAE ARP1493B版第4頁引用文件標準號“JSSG-226”，正確應(yīng)為“JSSG-2006”；引用文件標準號MS27436的名稱：“飛機接地電纜布局”，正確應(yīng)為“飛機機輪專用閥”（飛機接地電纜布局標準號為MS27574）。ARP1493C的架構(gòu)為5大塊：第1章“范圍”，第2章“引用文件”，第3章“要求”，第4章“質(zhì)量保證規(guī)定”，第5章“說明事項”，共計約110多條（款）。

第一章“范圍”：敘述主題內(nèi)容和適應(yīng)范圍、目的。SAE ARP1493涉及軍用飛機的機輪和液壓剎車裝置，規(guī)定了航空工業(yè)推薦做法，用于新設(shè)計的軍用飛機機輪和剎車裝置的設(shè)計和試驗。標準的目的是可供飛機制造方和軍方人員編制詳細設(shè)計和性能規(guī)范使用。由于MIL-W-5013對新設(shè)計已經(jīng)失效，標準提供了有關(guān)MIL-W-5013的最新信息。

第二章“引用文件”：首先敘述引用文件的有效性、版次和文件的優(yōu)先次序，然后列出引用文件和術(shù)語定義。引用文件為3類：一是SAE出版物，14份；二是美國材料試驗協(xié)會(ASTM)出版物，2份；三是美國政府出版物（美軍標），10份。術(shù)語定義有6個：設(shè)計圖樣、正常工作壓力、正常停機壓力、最大工作壓力、重量與速度、載荷。

第三章“要求”：該章是標準的主體之一，提出總設(shè)計要求是：“機輪和剎車裝置應(yīng)實現(xiàn)所有規(guī)章限定的要求和/或飛機制造廠的要求，這些要求被認為是適應(yīng)于該飛機的設(shè)計”。它包括：3.1圖樣（方案），3.2材料，3.3防護，3.4 詳細設(shè)計要求，3.5 性能要求。而3.4詳細設(shè)計要求又包括：機輪設(shè)計要求，剎車裝置設(shè)計要求，詳細設(shè)計要求-總則，接口定義；3.5 性能要求包括：性能、可靠性、維修性、剎車能力、機輪能力、兼容性、環(huán)境。

第四章“質(zhì)量保證規(guī)定”：該章是標準的另一大部分，第三章的要求將在這里檢驗。它提出產(chǎn)品檢查、試驗、驗證的方式方法、項目、指標要求和合格判定等規(guī)定。內(nèi)容包括：4.1產(chǎn)品驗證，4.2試驗方法（鑒定試驗），4.3質(zhì)量一致性試驗。4.1產(chǎn)品驗證規(guī)定：“產(chǎn)品的設(shè)計和性能要求可采用分析、驗證、相似性或試驗的方法進行驗證。”4.2 試驗方法包括：徑向載荷試驗、爆破試驗、滾轉(zhuǎn)試驗、動力矩試驗等16項試驗。4.3質(zhì)量一致性試驗規(guī)定了材料、零件的檢驗和產(chǎn)品的檢查試驗要求，包括：材料和零件檢驗，機輪組件試驗，剎車裝置試驗，機輪剎車裝置替換，機輪剎車裝置零組件替換。

第五章“說明事項”：它是對標準的補充和說明，包括：資料提交，試驗樣件的一致性，再采購規(guī)范，接口文件，修改標記。

3 對比分析

美軍標MIL-W-5013L《航空機輪和剎車裝置通用規(guī)范》，為美國國防部于1991年10月31日發(fā)布，以代替1982年10月29日發(fā)布的MIL-W-5013K。隨著美軍采辦和標準化政策改革，1999年8月30日，該標準被通告對新設(shè)計已失效。從標準用途看，MILW-5013L講它既可以做研制生產(chǎn)規(guī)范，又可以做編寫采購規(guī)范的指南。SAE ARP1493C發(fā)布的目的是供飛機制造方和軍方人員編制詳細設(shè)計和性能規(guī)范使用。它不用作采購規(guī)范，卻提供了MIL-W-5013最新信息。這反映出SAE ARP1493C與MIL-W-5013L的相似性或等同性。MIL-W-5013的失效，軍機項目采標自然引用SAE ARP1493。與MIL-W-5013L相比，SAE ARP1493C在編寫結(jié)構(gòu)上為5章，而MIL-W-5013L為6章，缺少產(chǎn)品封存包裝一章。在內(nèi)容上，第一章“范圍”，二者基本相同，只是SAE ARP1493C為宇航推薦做法。第二章“引用文件”，SAE ARP1493C引用3類（SAE、ASTM、美國政府）標準26份，而MIL-W-5013L引用按政府和非政府文件分為2類，其中聯(lián)邦11份，軍標77份，空海軍4份；協(xié)會6份，共98份，數(shù)量遠大于前者。SAE ARP1493C將術(shù)語定義寫在第二章，而MIL-W-5013L放在第六章中。正常工作壓力、正常停機壓力、最大工作壓力、飛機重量與剎車速度、載荷等定義與MIL-W-5013L基本相同。

3.1 第三章“要求”

在材料、零件、工藝選擇方面，MIL-W-5013L做了許多規(guī)定，SAE ARP1493C則簡化的多，僅對輪轂和汽缸座主要件用材鋁合金及防護給出規(guī)定，并明確常用鋁合金牌號。MIL-W-5013L不僅涉及鋁合金，還有鋼、鈦、碳-碳復(fù)合材料等。在設(shè)計方面，SAE ARP1493C提出的條款和要求基本與MILW-5013L相同，但條款要少，內(nèi)容有的也少。SAE ARP1493C與MIL-W-5013L的主要不同如下。

3.1.1 輪緣溫度限制

在熱熔塞沒有放氣情況下，輪緣胎圈座溫度不得超過400℉（204℃）。MIL-W-5013L規(guī)定除中止起飛外，輪緣胎圈座溫度不得超過350℉（177℃）；

3.1.2 剎車容量確定

機輪剎車裝置所吸收動能的容量值由詳細規(guī)范確定，并要考慮各種因素，主要是分析法。MIL-W-5013L明確了兩種方法，即經(jīng)驗公式法和分析法；

3.1.3 慣性臺剎車試驗

對機型為陸基和艦載機類分為3種：固定翼（包括美國空軍飛行安全試驗）慣性臺剎車試驗30（正常能量剎車）-3（超載能量剎車）-1（RTO試驗）次，固定翼（美國空軍）試驗100-5-2次，戰(zhàn)術(shù)機（海軍）試驗45-5-2次。旋翼機剎車試驗20-1次。MIL-W-5013L陸基和艦載機類慣性臺剎車試驗45-5-2次，及再次出動試驗，陸基類做100-2次，直升機20次。在壽命試驗中的滑行距離，典型機場使用著陸和超載著陸剎車前后為16 000 ft （5 000m），短機場著陸和中止起飛為6 000 ft（1 829m），而美軍標的滑行距離分別為7 500ft和3 000ft。

3.1.4 熱態(tài)停機剎車

在附加試驗中對熱態(tài)停機剎車能量限制做出規(guī)定，在低于超載能量剎車停止后，施加停機剎車壓力保持1h，不應(yīng)出現(xiàn)密封處漏油或限制剎車裝置繼續(xù)使用的性能降低（故障）。這是MIL-W-5013L沒有的。

3.2 第四章“質(zhì)量保證規(guī)定”

SAE ARP1493C提出的條款基本與MIL-W-5013L相同。主要不同點如下。

3.2.1 驗證方面

規(guī)定有產(chǎn)品驗證方式，即產(chǎn)品的設(shè)計和性能要求可采用分析、驗證、相似性或試驗的方法進行驗證。

3.2.2 載荷試驗方面

徑向屈服載荷試驗有載荷保持10s要求，在永久變形量5%后有說明括號：“或0.005in （0.127mm），取其大者”。設(shè)計載荷試驗沒有規(guī)定達到給定值后再繼續(xù)加載至破壞的要求。攔阻著陸徑向載荷試驗中鋼索直徑為 1.625 in（41 mm），大于MIL-W-5013L的 1.5 in （38 mm）；沒有加載試驗后還要至少滾轉(zhuǎn)5 000 ft（1 525 m）要求。對于試驗中機輪和剎車裝置是否干涉，增加有使用干涉指示介質(zhì)目視確認的檢查方法，而且機輪安裝的剎車裝置可以采用模擬裝置。

3.2.3 滾轉(zhuǎn)試驗

沒有給出滾轉(zhuǎn)試驗譜；直升機最小滾轉(zhuǎn)里程2 000 mile（3 219 km），不同于MIL-W-5013L的250 mile（400 km）。

3.2.4 動力矩試驗

在20, 30-3, 或 100-5 次剎車試驗或壽命試驗頭一個107次剎車中零件不得出現(xiàn)有影響結(jié)構(gòu)完整性的裂紋，而MIL-W-5013L是在20, 45-5, 或 100 次剎車試驗中零件不得出現(xiàn)有影響的裂紋。輪緣和輪軸的溫度極限不應(yīng)超過 400℉（204℃），而MIL-W-5013L是350℉（177℃）。對100-5-2和45-5-2次剎車的對平均減速率10 ft/s2（3.0 m/s2）加有注解：“依據(jù)飛機性能要求并經(jīng)采購方批準，剎車距離或較低的減速率可使用?！睂μ紕x車沒有規(guī)定做濕態(tài)動力矩試驗。在靜力矩測試中，沒有規(guī)定產(chǎn)生靜力矩的條件是機輪最大載荷和地面結(jié)合系數(shù)為0.55；對使用有吸水性的碳材料剎車盤，并用于艦載機時，要用0.5 gal（1892 ml）的水噴濕熱庫，剎車裝置應(yīng)產(chǎn)生相當(dāng)于在10°坡度將最大總重飛機停放剎住的靜力矩。MIL-W-5013L對碳剎車規(guī)定還要做濕態(tài)試驗，包括靜力矩和中止起飛，采用2L海水或代用海水打濕熱庫，但濕態(tài)靜力矩測試操作不具體。

3.2.5 再次出動試驗

要求飛機在典型使用著陸后，以30kn速度滑入 2 mile（3.2 km），等待15 min再滑出2 mile（3.2 km），然后在最大設(shè)計著陸狀態(tài)下具有中止起飛（RTO）的能力。試驗采用90%～100%磨損的剎車裝置進行，RTO試驗剎車速度采用1.0 MWLO（合理的主輪離地速度），要求比MIL-W-5013L具體。但MIL-W-5013L在陸基和艦載機類對再次出動滑行剎車有減速率4ft/s2～6ft/s2的要求，RTO試驗剎車速度為0.9MWLO。

3.2.6 剎車盤粘接試驗

試驗要求不如MIL-W-5013L具體。

3.2.7 結(jié)構(gòu)力矩試驗

規(guī)定到達結(jié)構(gòu)力矩數(shù)值要保持3s；碳剎車要將剎車盤機加工到100%磨損狀態(tài)進行試驗。

3.2.8 脈沖循環(huán)試驗

剎車壓力從0.35倍～1.5倍最大工作壓力循環(huán)總共200 000次，活塞行程處于最關(guān)鍵的位置。MILW-5013L是從250 psi（1.75MPa）到1.5倍正常剎車壓力，活塞行程處于4個位置進行，即25%、50%、75% 和100%行程上各做50 000次。

3.2.9 老化和高溫試驗溫度

按動力矩試驗陸基最大著陸狀態(tài)實測的油液最高溫度，而MIL-W-5013L是按密封材料給出： AN密封件（空海軍航空標準）為160℉（71℃），MS密封件（軍用標準）225℉（107℃）或按具體要求規(guī)定。

3.2.10 飛行安全試驗

剎車裝置要完成（30-3-1）次剎車試驗，60%的耐久性試驗，以及結(jié)構(gòu)力矩試驗和靜壓力試驗，而MIL-W-5013L規(guī)定只做45-5或100次剎車這2種的60%，接著做1次中止起飛，以及60%的結(jié)構(gòu)力矩試驗。

可以看出，SAE ARP1493C在編寫結(jié)構(gòu)上比MIL-W-5013L少一章節(jié)，內(nèi)容上在材料、零件、工藝選擇方面比MIL-W-5013L大為簡化，其他相同或基本相同，有的要求甚至比MIL-W-5013L嚴酷。總體上，可以視為MIL-W-5013L的簡化版，又有其特點。

4 問題討論

航空機輪設(shè)計是一項富有挑戰(zhàn)性工作?，F(xiàn)就SAE ARP1493標準涉及到的材料選用、剎車能量、剎車性能試驗等問題探討如下。

4.1 材料選用

軍用飛機速度和重量不斷增長的需求，對航空機輪設(shè)計帶來巨大挑戰(zhàn)。為了滿足重量輕和必要的設(shè)計強度和使用壽命，對于結(jié)構(gòu)件來說，輪轂、輪緣、汽缸座常用鋁合金，剎車殼體采用合金鋼或鈦合金制造。在工藝方面，對輪轂采用滾壓、噴丸等強化技術(shù)，以提高制品的疲勞強度和應(yīng)力腐蝕抗力。SAE ARP1493C與MIL-W-5013L相比，材料和工藝、零件的選用內(nèi)容少得多，沒有材料、工藝選用準則，僅關(guān)注主要件的選材，且這些材料的標準沒有給出。但該標準指出了主要件輪轂、汽缸座適用的鍛造鋁合金牌號，規(guī)定的很具體，這是MIL-W-5013L、民航標準TSO等所沒有的。SAE ARP1493C給出的鍛造鋁合金牌號是2040-T6、7050-T74、2014-T6 或 2014-T61。2014-T6（相當(dāng)我國LD10即2A14，屬于鋁-銅-鎂-硅系高強度合金）是普遍采用的中等強度的材料，具有良好的熱穩(wěn)定性，但應(yīng)力腐蝕敏感性較大。2040-T6鋁合金是2014-T6鋁合金的改進，它含銀（Ag）元素，機械性能、熱穩(wěn)定性和斷裂韌性較2014-T6明顯提高。7050-T74鋁合金具有很高的強度，兼有耐應(yīng)力腐蝕性與高的斷裂韌性和疲勞強度。2040-T6 和7050-T74排列在2014-T6之前，但這兩種鍛件制造成本高。盡管鈦合金鍛制機輪早有研制，從SAE ARP1493C看出，鍛鋁合金仍是航空機輪的主導(dǎo)材料。

4.2 剎車能量

剎車動能容量是考核剎車機輪的主要技術(shù)指標之一，通常包括正常著陸一次剎車吸收的動能，超載著陸（大動能）和中止起飛（RTO）吸收的動能。另外，根據(jù)具體機型用途，剎車機輪還應(yīng)具備快速再次出動能力，這也是一項戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標要求。SAE ARP1493C沒有明確給出剎車能量確定方法，剎車能量大小是由詳細設(shè)計規(guī)范給出。SAE MIL-W-5013、民航標準TSO-C26c《航空機輪和機輪剎車裝置》等給出2種方法即公式法和分析法可用來確定設(shè)計和鑒定試驗用的剎車能量數(shù)值。但SAE ARP1493C標準規(guī)定了起飛著陸剎車能量分析和工作能量分析。設(shè)計剎車能量應(yīng)是飛機和飛機工作合理的分析結(jié)果，并應(yīng)由采購方批準。分析采用的準則是：陸上飛機正常著陸，最大著陸和RTO條件下，剎車產(chǎn)生的力矩值應(yīng)是干混凝土跑道所能提供的輪胎結(jié)合系數(shù)對應(yīng)的力矩值。工作能量應(yīng)根據(jù)平均使用著陸重量、著陸滑跑距離以及該型飛機預(yù)定的剎車技術(shù)來確定。正常著陸和最大著陸重量，以及最大起飛重量應(yīng)按AS8860 或 JSSG-2006規(guī)定，飛機剎車速度和重量（載荷）狀態(tài)按本標準規(guī)定。可見SAE ARP1493C對剎車能量實際是要用分析法來確定。分析因素考慮越多，分析結(jié)果越準，但復(fù)雜性和難度越大，對分析者提出了很高要求。民機標準TSO-C135、ETSO-C135則對于鑒定試驗剎車動能和剎車速度由飛機廠規(guī)定，看來SAE ARP1493C的規(guī)定與新近民機標準基本相同。

4.3 剎車性能試驗

SAE ARP1493C對陸基和艦載機分類特別，列出3種機型：固定翼（包括美國空軍飛行安全試驗），固定翼（美國空軍），海軍戰(zhàn)術(shù)機。第一種機型要求慣性臺進行30-3-1次剎車試驗，30-3次動力矩試驗按10次正常能量剎車，接著1次超載能量剎車，分3組完成，然后做1次RTO試驗。第二種要求慣性臺進行100-5-2次剎車試驗，即100次正常能量剎車，5次超載能量剎車，2次RTO試驗（新熱庫和完全磨損熱庫各做1次）。第三種要求慣性臺進行45-5-2次剎車試驗，即45次正常能量剎車，5次超載能量剎車，2次RTO試驗（新熱庫和完全磨損熱庫各做1次）。SAE ARP1493B版以前陸基和艦載機僅列出固定翼，要求慣性臺進行30-3-1次剎車試驗。根據(jù)飛行安全試驗要求，這項試驗要求為產(chǎn)品裝機前應(yīng)完成的試驗，是試飛的最低要求。這個機型似為安全試驗機。美國空軍固定翼飛機鑒定試驗要求完成100-5-2次剎車，海軍戰(zhàn)術(shù)機則完成45-5-2次剎車。MIL-W-5013L列出的機型沒有空軍飛機和海軍飛機之分，一類為陸基和艦載機，包括轟炸機、殲擊機、加油機等，慣性臺剎車試驗應(yīng)做45-5-2次；一類為陸基飛機，包括巡邏機、貨運機、教練機等，慣性臺剎車試驗應(yīng)做100-2次。美國空軍固定翼飛機相當(dāng)美軍標的陸基飛機。飛行安全試驗要求完成45-5次剎車的60%（即27-3次）或100次剎車的60%（即60次），加上1次RTO試驗。即MIL-W-5013L的試飛前最低剎車試驗次數(shù)是30次或60次（除RTO試驗外），取決于機型。而SAE ARP1493C規(guī)定安全飛行試驗都是30-3-1次剎車，對空軍固定翼飛機的鑒定試驗剎車次數(shù)比MIL-W-5013L提高了。剎車性能試驗也包括壽命試驗。設(shè)計要求剎車機輪不僅要能完成規(guī)定的慣性臺剎車性能試驗剎車次數(shù)，還要完成規(guī)定的壽命譜試驗。SAE ARP1493C規(guī)定的剎車壽命譜試驗，其中的滑跑距離要求是MIL-W-5013L兩倍多。壽命譜試驗一輪為108次（其中1次RTO試驗），在完成107次試驗中不應(yīng)出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)完整性的零件裂紋。標準沒有說明做幾輪譜試驗，但設(shè)計的剎車機輪完成一輪壽命譜試驗是標準規(guī)定的。MIL-W-5013L對陸基和艦載機還有再次出動試驗要求。

4.4 碳剎車濕態(tài)試驗

碳-碳復(fù)合材料或類似的材料作為摩擦材料，由于吸水性導(dǎo)致剎車力矩衰減，甚至剎不住車。早期在F-16飛機上反映，飛機停放一夜，第二天早晨出動剎不住車，被稱為“早晨病”。SAE ARP1493C規(guī)定，在靜力矩試驗中，對于使用有吸水性的碳材料剎車盤并用于艦載機，應(yīng)做附加試驗。具體是將0.5 gal (1 892 ml) 的水噴進剎車裝置的熱庫內(nèi)腔，剎車裝置應(yīng)產(chǎn)生相當(dāng)于在10°坡度將最大總重飛機停放剎住的靜力矩。這項試驗考核的是碳剎車濕態(tài)靜力矩性能，而對于碳剎車濕態(tài)動力矩試驗沒有規(guī)定。盡管在兼容性要求中提出對干、濕態(tài)剎車動靜力矩要做分析，并在鑒定試驗中驗證。MIL-W-5013L規(guī)定，如果使用碳熱庫，在動力矩試驗中應(yīng)進行占10%次數(shù)的濕態(tài)動力矩試驗，加濕方法是用2L海水噴灑在熱庫上。靜力矩試驗、RTO試驗也要做濕態(tài)下的試驗。MIL-W-5013L在靜力矩試驗中給定的條件是在機輪最大載荷、地面結(jié)合系數(shù)0.55下發(fā)出的靜力矩。將10°坡度轉(zhuǎn)換成地面結(jié)合系數(shù)約0.17，是MIL-W-5013L的1/3強。這樣，靜剎車壓力要比MIL-W-5013L的小，對產(chǎn)品設(shè)計要求提高。碳剎車已成為當(dāng)今航空機輪主流技術(shù)。但SAE ARP1493C對碳剎車的設(shè)計、試驗沒有做出更多規(guī)定。

4.5 脈沖循環(huán)試驗

液壓脈沖是液壓系統(tǒng)換向閥快速啟閉、管路油液流量（流速）劇烈變化引起的，通常稱為水錘現(xiàn)象、壓力瞬變或液壓撞擊，易引起導(dǎo)管和附件產(chǎn)生疲勞破壞。從疲勞壽命試驗角度來看，液壓脈沖循環(huán)試驗是一種加速疲勞壽命試驗。SAE ARP1493A版在剎車裝置105 000次耐久性試驗后增加脈沖循環(huán)試驗，到SAE ARP1493C版也沒有變化。這項試驗要求與MIL-W-5013L基本一致，二者差別在于脈沖循環(huán)液壓壓力和活塞位置不同。SAE ARP1493C規(guī)定要承受從0.35倍～1.5倍最大工作壓力循環(huán)200 000次，活塞行程處于最關(guān)鍵的位置，而MIL-W-5013L是承受從250 psi（1.75MPa）到1.5倍正常剎車壓力值的循環(huán)200 000次，活塞行程處于4個位置，即25%、50%、75% 和100%行程上平均各做50 000次。試驗結(jié)果汽缸座不應(yīng)破裂。從承受壓力和活塞位置（容腔）不難看出，SAE ARP1493C規(guī)定要比MIL-W-5013L的嚴酷。脈沖循環(huán)試驗它要考核的是汽缸座活塞腔壁（容器）耐受液壓管路壓力瞬變（脈沖）的能力。耐久性試驗主要考核回力機構(gòu)和密封元件的可靠性，當(dāng)然，也考核了汽缸座的可靠性。民航標準TSO-C26c、TSO-C135等對液壓剎車裝置也有105 000次耐久性試驗要求，但沒有規(guī)定做脈沖循環(huán)試驗。

4.6 極限溫度試驗

溫度是橡膠高分子材料老化的一個重要因素。溫度升高使橡膠分子活動能力增大，分子間引力減小，因而強度、彈性降低。而溫度降低，橡膠變硬、變脆。在剎車過程中剎車盤摩擦產(chǎn)生的高溫加速活塞密封件的老化。同時，飛機經(jīng)歷高空環(huán)境低溫（例如，在8km高空，標準大氣溫度為-41℃；在12.5km，為-56.5℃），也會破壞橡膠件的密封性能。SAE ARP1493C規(guī)定老化和高溫試驗所取的溫度，是動力矩試驗在陸基飛機最大重量著陸狀態(tài)工作液所達到的最高溫度。MIL-W-5013L的選取在于活塞的密封材料，不同的橡膠材料，適用的溫度范圍不同，因而規(guī)定的溫度不同，或按具體要求選取更高溫度。SAE ARP1493C和MIL-W-5013L的高溫保持時間均為7 d（168h）；低溫試驗為-65℉（-54℃），保持72h。然后進行工作循環(huán)，檢查密封性，與MIL-W-5013L相同。SAE ARP1493C這樣規(guī)定比較合理，MIL-W-5013L這樣規(guī)定則顯得比較具體。民航標準TSO-C135 、ETSO-C135中也規(guī)定有極限溫度試驗（極端溫度浸泡試驗）和液壓密封性試驗（泄漏試驗）。熱浸泡溫度選取方式與SAE ARP1493C的規(guī)定相同，它采用的是設(shè)計著陸剎車試驗無強迫冷卻下汽缸座油液達到的最高溫度。冷浸泡溫度（低溫）規(guī)定為-40℉（-40℃），熱浸泡和冷浸泡時間至少24h。保溫時間與軍機不同，這是民機運行環(huán)境所決定的。至于耐久性試驗和極限溫度試驗液壓密封性要求，TSO-C135、ETSO-C135、ETSO-C135a的規(guī)定與MIL-W-5013L要求相同，而TSO-C135a仍按以前規(guī)定總泄漏量不超過5ml 。

5 結(jié)論

SAE ARP1493涵蓋了軍用飛機機輪和剎車裝置設(shè)計、試驗的主要內(nèi)容，具有明顯的實用性和技術(shù)先進性，可供新品研制和現(xiàn)役產(chǎn)品改進改型使用，如美國T-38“禽爪”式教練機剎車系統(tǒng)改進項目就引用了該標準。SAE ARP1493是MIL-W-5013L的簡化版。它規(guī)定的設(shè)計要求沒有MIL-W-5013L那樣完備，但主要部分相同或基本相同，有些要求甚至高于MIL-W-5013L。在MIL-W-5013L對新設(shè)計無效的情況下，SAE ARP1493C可有效解決采標問題。SAE ARP1493也存在明顯不足，如對碳剎車的設(shè)計、試驗要求規(guī)定甚少，有的規(guī)定要求不具體、不便于實施，如剎車盤粘接試驗，我國軍用標準GJB1184《航空機輪和剎車裝置通用規(guī)范》主要是依據(jù)MILW-5013L編寫的，需要跟蹤國際先進標準及時更新。例如，對液壓剎車裝置進行脈沖循環(huán)試驗，SAE ARP1493C和MIL-W-5013L均有規(guī)定，如何開展這項工作，這是新品研制中需要研究的問題。

[1] MIL-W-5013L General Specification for Aircraft Wheel and Brake Assemblies［S］.

[2] TSO-C26c Aircraft Wheels and Wheel-Brake Assemblies with Addendum I［S］.

[3] TSO-C135 Transport Airplane Wheels and Wheel and Brake Assemblies［S］.

[4] ETSO-C135 Transport Aeroplane Wheels and Wheel and Brake Assemblies［S］.

（編輯：勞邊）

V226+.6

C

1003–6660（2014）06–0021–06

10.13237/j.cnki.asq.2014.06.006

2014-08-14