12、民用飞机水平安定面配平作动器技术与分布式优化算法研究

民用飞机水平安定面配平作动器技术与分布式优化算法研究

1. 民用飞机水平安定面配平作动器（HSTA）概述

水平安定面配平作动器（HSTA）是民用飞机水平安定面的执行装置，是飞机实现俯仰控制的关键设备之一。飞行质量在很大程度上取决于表面作动器的性能，HSTA 驱动水平安定面以可控方式实现俯仰姿态控制，这要求其具备出色的机动性。

随着多电飞机的发展，作动器技术正逐渐从液压动力向电动动力转变。过去几十年，集中式能量的液压伺服作动器技术取得了很大发展且技术成熟，但液压系统组件存在重量大、效率低、维护成本高以及内外泄漏等问题。而电动作动器技术的出现，实现了分散式（2 液压 + 2 电动）供电方案，提高了安全性和可维护性，减轻了飞机重量。

2. HSTA 的设计理论

从民用 HSTA 技术的发展来看，经历了液压伺服型、混合型到机电型的发展过程，这也反映了民用飞机向多电化发展的行业趋势。

• 液压伺服 HSTA ：该系统由两个液压控制通道组成。正常运行时，计算机向液压控制单元发送配平信号，液压控制单元中的液压组件（如 EHSV、SOV 等）响应命令，打开液压制动器，启动液压马达。两个液压马达分别由两个液压系统供油，若一个液压系统失效，相应的液压制动器会锁定液压马达的输出轴，HSTA 将以另一个液压马达半速运行。早期飞机的 HSTA 还配备了一套机械控制接口，当两个液压系统都失效时，可使用机械控制实现俯仰轴的备份控制。
• 混合动力 HSTA ：采用一个或两个液压通道和一个电动通道。正常模式下，一个液压马达处于主动状态，另一个液压马达处于主动或旁路