中國橡膠機械網 裁斷機配件之軸對稱矢量噴管一般采用3個周向等角度置于機匣外壁上的矢量液壓作動筒來平移和斜動矢量環，矢量環通過裁斷機械連接機構使擴散調節片相對于噴管的縱向中心線對稱或非對稱地定位，以此來實現俯仰和偏航矢量或獲得不同的噴管出口面積：當3個作動筒同步前后平移時，則使A9面積大小發生改變，而A9作動筒非同步地移動時，則使矢量環產生斜動，矢量環的傾斜角度和傾斜方向分別確定了噴管的矢量角和矢量方向。

應急復位技術及其發展

在發動機工作期間，有可能因部件失靈或損傷（例如由于空戰格斗）而導致噴管的液壓作動系統在某一個或多個不同的工作模式方面失效，如作動系統的供油中斷或控制信號中斷，這將導致飛機不受控制，因此噴管作動系統都設置有應急復位裝置。在系統出現故障時，將A9作動筒置于介于全程伸出和全程縮回之間的中立位置，使擴散調節片在矢量環作用下處于防護姿態，這時噴管處于非矢量狀態，從而使飛機可控。

對于噴管液壓作動系統的應急復位（也可稱為故障防護）問題，最早進行軸對稱矢量噴管研究與應用的歐美國家，在這方面的研究是比較深入和成熟的。在現有裁斷機故障防護技術中，常見的液壓裁斷機故障防護裝置有兩類：

①利用與主作動軸設置的復位式復位作動筒及相關組件，在調用故障模式后，經復位作動筒作用，將主作動筒機械定位于中立位置，噴管置于防護姿態。另外也可采用帶有可定位止動銷的故障防護作動筒，在應急工作狀態下，能夠通過該作動筒驅動止動銷沿滑動桿移動，阻擋作動環全部收回而停留在中立位置；

②采用2套噴管作動系統即冗余系統實現防護，在其中一套系統出現故障時，通過另外一套作動系統實現對噴管的控制，2套系統配置獨立的油路和。

然而，在上述第1種類型的裁斷機故障防護系統中，在調用故障模式時，防護裝置在飛行控制計算機和矢量電子控制器控制下，由油壓裁斷機系統油源向故障防護作動筒應急供油，故障防護作動筒活塞桿伸出，阻擋在氣動載荷作用下回縮的主作動筒，使回縮的主作動筒停留在中立位置，將噴管置于防護姿態，中立位置由故障防護作動筒活塞的行程確定。但在系統供油中斷和喪失控制信號（斷電）時，將影響該裝置的正常工作，不能有效地保護噴管和飛行安全；同時，由于采用了故障防護作動筒，使得系統的結構尺寸增大，重量增加，從而限制了飛機性能的提高。對于第2類防護系統，在故障模式下仍可獲得矢量，同時有效減小了矢量環的負載，極大地提高了發動機工作的可靠性，但冗余系統的使用，使得發動機和飛機整體重量增加，結構也比較復雜。

針對上述技術存在的缺陷，作者提出了一套應急復位液壓系統，在一定程度上克服了這些問題。

應急復位裁斷機液壓系統的設計

3.1系統的組成與結構應急復位液壓系統由主系統油路A91

（1）、故障防護油路A91

（2）和應急控制系統組成。

主油路A91

（1）由電液伺服閥1、作動筒3和2個協調活門2以及進、回油管路構成；應急液壓回路A91

（2）由伺服滑閥7、單向閥4、蓄能器5、應急活門6、調速閥9、液壓鎖8、及作動筒3構成；伺服滑閥、減速器11和連接于作動筒尾柄的連桿齒條組件12構成一套機械反饋的應急閉環控制系統，控制應急油路的工作。2套油路并聯于油源、回油管和作動筒之間，分別在正常工作和應急工作狀態下向作動筒供油。電液伺服閥、協調活門和應急活門采取電液聯鎖：電液伺服閥和應急活門電磁鐵電氣聯鎖，應急活門與協調活門采取液壓聯鎖，即應急活門的出油口與協調活門的控制油口連通，主油路與應急活門控制油口連通。

裁斷機液壓系統的各控制閥（包括單向閥、應急活門、伺服滑閥、液壓鎖、節流閥、調速閥和協調活門等）全部安裝在集成閥體14內，電液伺服閥1和減速裝置11安裝在集成閥體外側，集成閥總成安裝于作動筒3上，作動筒左側的尾柄與A9轉向環10連接，右端連接在發動機機匣支撐件13上。應急控制系統中的齒條連桿組件的連桿與作動筒尾柄鉸接，采集作動筒活塞位移信號后，通過齒條傳遞給減速器處理，處理后的作動筒位移信號傳遞給伺服滑閥閥芯，控制伺服滑閥相關閥口的開口量，改變向作動筒對應油腔的供油量。該控制系統采用機械反饋方式，不依賴于電氣控制信號，因此在電氣故障模式下可正常工作。

3.2裁斷機系統的工作原理表示了A9液壓作動系統的連接關系以及A9作動環的運動關系。3套系統并聯于高壓油源和回油管之間的應急復位液壓系統A91、A92、A93分別控制3個A9作動筒3（1）、3（2）和3（3）的作動，由此改變A9作動環及與之機械連接的擴散調節片的姿態和噴管出口面積。每套應急復位液壓系統由電液伺服主系統油路（以A91（1）等表示）和應急復位油路（以A91（2）等表示，也稱為故障防護油路）并聯組成。正常工作狀態下，各系統中的電液伺服主系統油路A91（1）、A92（1）、A93（1）在飛行控制計算機控制下工作，當系統出現故障（如喪失油源壓力或電氣控制信號），則故障防護油路A91（2）、A92（2）、A93（2）在各自的應急控制系統控制下工作，實現系統的應急復位。

電液伺服主系統油路正常工作期間，主油路經飛行控制計算機控制的電液伺服閥對作動筒供液，推動作動筒工作，當3個A9作動筒同步移動時，作動環10平動，改變噴管出口面積A9的大小，當3個作動筒非同步移動則使作動環斜動，如所示，改變噴管的矢量方向。與此同時主油路經單向閥4對蓄能器5充液。

當主系統油路發生電、液故障時，與電液伺服閥和協調活門采取電液聯鎖的應急活門開啟，調用故障模式，啟動應急復位液壓油路工作，蓄能器中的應急油液經應急活門進入防護油路，同時，在應急油液壓力作用下，主油路中的協調活門關閉，切斷電液伺服閥與作動筒的進、回油路。在應急控制系統作用下，與作動筒位移關聯的伺服滑閥控制應急油液，經液壓鎖進入主作動筒的相關油腔，推動作動筒到中立位置，在3個A9作動筒皆到達中立位置后，A9作動環處于應急姿態，如虛線所示位置，擴散調節片置于故障防護姿態，噴管處于非矢量工作狀態。此時液壓鎖在伺服滑閥的控制下，處于關閉狀態，蓄能器停止向作動筒供油，液壓鎖將作動筒鎖定在中立位置，并提供足夠的偏轉剛度。在應急工作狀態下，作動筒有桿腔進油時，有可能在氣動載荷和液壓的共同作用下失速，調速閥可限制回縮過快的作動筒速度，即對3個A9作動筒回復中立位置的最高速度進行限制。

在防護系統工作期間，如果主系統電控信號和油壓恢復，在電液聯鎖的作用下，應急活門關閉，協調活門開啟，則2個系統的工作狀態進行自動切換，恢復電液伺服主系統的自動控制，防護系統退出控制狀態。

3.3系統的特點

（1）液壓系統應急油路通過1套機械反饋的應急閉環控制系統控制，故障模式下，避免了電氣信號缺失的影響，可以產生響應于噴管液壓作動系統液壓故障信號、控制信號喪失或二者同時喪失等故障防護模式，使噴管故障防護的范圍得以擴展，增強了發動機工作的可靠性和飛行的安全性；

（2）取消了前面提及的故障防護作動筒結構，簡化了A9作動筒的結構、減小了軸向尺寸，一定程度上降低了液壓系統的重量；

（3）集成化的油路設計，使得系統重量降低；

（4）改裝量小，對現有噴管結構的改變不大。

結論

經有關設計部門論證，該A9作動筒應急復位系統在國內屬于首創，結構創新性和先進性明顯，經檢索未發現與之相同的應急復位結構，其功能原理達到國際先進水平。經過工程應用設計，可以直接應用于AVEN裝置的故障防護