修杰辰
航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省 哈尔滨市150000
摘要： 本文对某型号直升机的应急漂浮控制系统进行研究，针对于应急供电、手动及自动触发结合的应急漂浮控制系统，对该系统的供电特性、控制原理进行分析，对该系统中关键问题及技术进行论证。
1.概述
应急漂浮系统作为直升机中已广泛应用的水面应急迫降设备，可以极大的提高直升机的安全性能。应急漂浮系统作为直升机的关键选装设备，可在直升机故障落水时，保持直升机能够稳定漂浮在水面上，可以有效保证机组人员安全撤离，同时尽可能的为直升机回收创造条件。
但传统直升机应急漂浮系统的控制模式在实际应用时存在一些问题，由于供电来源单一导致双发动机停止工作时应急漂浮系统无法正常工作；以及该系统在紧急情况下仍需手动操作进行触发等问题。Z-9某型机增加了双气瓶、四浮筒配置，并增加了水触发控制设备，本文对现有的应急漂浮控制系统进行优化设计，并对双气瓶、四浮筒及增加水触发控制下的应急漂浮系统进行供电和控制优化设计，对系统的控制原理、控制设备和指示设备进行重新设计。
2.背景
应急漂浮控制系统用于实现应急漂浮系统电气控制需求，在直升机紧急迫降时，通过应急漂浮控制系统可以控制应急漂浮装置，使相应浮筒装置充气，可使直升机在水面稳定漂浮一段时间，机上乘员能打开或抛放舱门并迅速撤离飞机，在可能的情况下，还可拖曳飞机，使飞机回收。
传统的直升机应急漂浮系统采用双路发电机供电、手动触发的工作模式，在紧急状态下容错性不高，如遇到直升机发电机停止，或直升机飞行震动过大等驾驶员难以操控飞机等问题，会导致应急浮筒无法及时展开。
为了满足不断提高的直升机安全性能需求，须在传统的控制系统基础上进行以下改进：
改进系统供电及控制逻辑，满足水触发控制系统的设计需求；
评估上述改进对应急配电状态下双气瓶四浮筒控制系统的兼容性，并有效防止两种控制间互相干扰；
重新设计应急漂浮控制系统的状态指示，增加水触发探测系统的状态指示，对应急漂浮系统左右气瓶及水触发设备的状态进行监控。
提高应急漂浮控制系统设备的维护性及可靠性。
3.控制系统
直升机应急漂浮控制系统主要用于整个应急漂浮系统的供电、开关控制，系统信息指示、浮筒充气控制、系统电路保护等。控制系统主要由浮筒控制盒（包含浮筒准备开关、按钮指示器）、浮筒配电盒（包含浮筒系统断路器及继电器）、正副驾驶总距杆触发按钮、控制继电器及气瓶触发装置。
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1)配电设备
应急漂浮控制系统配电工作主要由浮筒配电盒负责，浮筒配电盒内主要由断路器和电磁式继电器组成，将来自发电机的电源经由各个断路器分配给系统的其余设备。
2)控制设备
应急漂浮电气控制系统的控制设备主要由浮筒控制盒以及正副驾驶总距杆组成。作为应急用选装设备，应急漂浮系统配有电源准备开关，用于控制整个系统的开关状态。系统电源接通后，应急漂浮系统进入充气准备状态，此时按压浮筒控制盒上充气按钮或正副驾驶总距杆触发按钮即可触发充气。
3)指示设备
浮筒控制盒所配备的充气按钮具有指示功能（见图2），指示灯分为1、2两部分，可分别指示左右气瓶插头的连接状态。当右侧浮筒准备开关置于ARM位置时，若指示灯燃亮则表示气瓶插头连接完好。
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4)触发设备
应急漂浮电气控制系统使用易熔塞作为触发装置，当应急漂浮系统进入准备状态后，按压浮筒控制盒上充气按钮或正副驾驶总距杆触发按钮，易熔塞通电溶解，是浮筒充气。
4.包含水触发的应急漂浮控制系统
包含水触发的应急漂浮控制系统在原有系统的基础上增加了一整套水触发控制设备。为了防止浮筒自动触发的误操作，自动触发控制也应该受到控制盒上的准备开关的限制。自动触发控制和原有的手动触发控制采用并列设计，任何一路触发信号启动都可以使气瓶打开，触发浮筒充气功能[1]。当水触发传感器检测到直升机入水后，会将信号反馈给水触发控制盒，控制盒对信号进行检测、判断、放大等处理后，会直接向浮筒配电盒内触发控制继电器传输触发信号，使浮筒充气。
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1)水触发控制设备
水触发控制设备主要包括水触发控制盒以及浸水传感器。水触发控制盒主要用于系统自检、信息处理等功能，为提高系统可靠性，水触发控制盒同样采用蓄电池+发电机双路供电设计，确保设备在紧急条件下能够可靠运行。
现阶段较为广泛使用的传感器主要有浮力式、光敏式、热敏式、电容式四种，通过对比不同传感器的特点，考虑到浮力式传感器的重量和体积较大、技术较为落后，电容式传感器应用效果有不确定因素需要验证等问题，本系统中所用浸水传感器为光敏式传感器，利用的是普通民用的光电液位检测器的检测原理，实现对直升机落水与非落水状态的检测功能。
2)配电设备设计
对系统中配电设备进行适应性设计，增加了双路控制逻辑，可使手动触发与水触发完美兼容。重新设计了配电设备的电气接口、主要结构及电路配置，机箱采用密封式设计，上盖板与下壳体间凹槽安装有导电胶条，达到优良的电磁兼容效果，同时可有效的防止盐雾、潮气、沙尘等对元器件的浸蚀。在有效兼容两种触发模式的情况下显著改进了设备的易用性和可靠性。
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3)控制设备设计
浮筒控制盒通过导光板上的分区线将产品分为两个操作部分，分别控制应急漂浮电源及充气控制。同时在导光板钮子开关外部布置白色导光圈或导光框，使飞行员能在夜间飞行中快速、准确的找到并操作开关。
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5.结语
该研究成果可以应用于其他具有相同应急漂浮系统构型的直升机，同时其它应急漂浮系统构型的直升机也可以借用该成果。可以应用于武警、公安、搜救等各个领域。该系统具有更加友好的人机交互界面，使应急漂浮控制系统增加了一个控制余度，极大的提高了系统的安全性具有推广和应用价值。
本项目首次在国内直升机领域完成了在应急配电条件下的具有水触发控制功能的四浮筒双气瓶系统的控制与指示设计。其系统供电及控制逻辑，满足水触发控制系统的设计需求；在应急配电状态下双气瓶四浮筒控制系统具有良好的兼容性；增加了水触发探测系统的状态指示，对应急漂浮系统左右气瓶及水触发设备的状态进行监控；提高了应急漂浮控制系统设备的维护性及可靠性。应急漂浮控制系统设计达到了国内领先水平。