Details

はじめに
航空機用 電気油圧式 多チャンネル パワードライブ 負荷試験装置は、航空機の電気油圧アクチュエータおよび多チャンネルパワードライブユニットに対して、実際の飛行制御動作条件を再現するために設計された高度なコンピュータ制御試験プラットフォームです。これらのシステムは、現代航空機の制御面（エルロン、エレベータ、ラダー、スポイラー、高揚力装置）の中核を成しており、変動する負荷や油圧条件下においても、高い出力、正確な変位、信頼性の高い動的応答を提供する必要があります。

航空機の安全性と任務即応性を確保するため、アクチュエータには厳格な受入試験、資格試験、定期点検、ライフサイクル耐久試験、および管理された試験環境下でのトラブルシューティングが求められます。本負荷試験装置は、運用中の空力荷重および動的動作を再現し、エンジニアや整備チームがアクチュエータの挙動、トルク能力、チャンネル間の荷重バランス、油圧漏れ、温度影響、動的応答曲線、ストール挙動、安全上重要な性能閾値を正確に検証できるようにします。

本システムは、高圧電気油圧パワーパック、精密レバー機構による機械的負荷伝達を備えた独立二系統の負荷シリンダ、高精度計測機器、多チャンネルDAQシステム、およびPCベースの制御自動化を、コンパクトかつ堅牢な鋼製フレームに統合しています。R&DセンターおよびMRO施設の双方に適しており、高負荷条件下での連続運転を可能としながら、油圧清浄度、熱的安定性、計測再現性を維持するよう設計されています。

機能能力と目的
本試験装置は、航空機用パワードライブに対して静的、準静的、動的荷重をシミュレーションするよう設計されており、以下の操作を可能にします：
• 機械式レバーを介して、アクチュエータ出力軸またはリンケージに最大約24,000 kgfの出力荷重／力を加えた測定。
• アクチュエータ全行程にわたる変位／ストローク測定。
• 伸長／収縮サイクル中の出力リンク速度測定（最大約380 mm/s）。
• レート制御、オーバーシュート、ヒステリシス、システム剛性を含む動的応答評価。
• 静的または動的荷重条件下での漏れおよび気密性検証。
• 長時間運転サイクルにおける熱挙動の監視。
• 多経路アクチュエータにおける冗長チャンネル間の機能性能比較。
• 極限負荷条件下での安全遮断およびストール応答の検証。
ソフトウェアは、データロギング、リアルタイムグラフ表示、自動レポート生成、および安全なデータベースアーカイブを提供します。

システム構成
本試験システムは、統合された一体型プラットフォームとして機能するよう設計された、完全統合型の3つのサブシステムで構成されています：
1. 油圧パワーパック／ポンピングステーション
複雑な試験シーケンス中に安定した流量および圧力供給を実現するために設計された高圧電気油圧パワーユニットです。
• 電動モータ 25 HP、三相 415 V AC
• 可変容量型アキシャルピストンポンプ（約45 LPM、245–250 kgf/cm2）
• ステンレス製油圧タンク、容量 約60 L
• 多段高圧フィルタチェーン（20 μm + 8 μm + 5–6 μm）
• 目詰まりインジケータ付き NAS クラス4 油圧清浄度
• 油温25–40 °Cを維持するプレート式水冷熱交換器
• 安全センサおよび保護機能：低油量停止、高温アラーム、モータ過負荷、欠相、フィルタ目詰まり、非常停止
• サーボグレード電磁弁、リリーフ弁、遮断弁を備えた内部油圧マニホールド

クローズドループ圧力制御により、動的遷移時に圧力低下の変動なく、正確な荷重再現が可能です。

2. 負荷フレームおよび機械式パワー伝達システム
振動のない動作と高負荷耐久性を実現するために設計された、重構造の鋼製フレームです。
• 各種アクチュエータサイズに対応する硬化取付インターフェース付き剛性負荷フレーム
• 二基の油圧負荷シリンダ：
  ▹ 定荷重シリンダ（有効面積 約68 cm2、ストローク ±125 mm）
  ▹ 位置／動的負荷シリンダ（有効面積 約160 cm2、ストローク 約105 mm）
• 航空機の荷重ジオメトリに適合するモーメント増幅を可能にする精密レバー機構
• 力測定用の直接荷重経路に配置された高精度汎用ロードセル（約30,000 kgf）
• 変位／速度測定用の高精度LVDT（最大250 mm）
• アライメント制御および横荷重低減のためのガイドレールおよびベアリングブロック
• 漏油を回収しタンクへ戻すためのステンレス製ドリップトレイ一体構造 機械的増幅設計により、油圧ストローク要件を最小限に抑えつつ、実際の空力荷重を効率的に再現します。

3. 制御および計測システム
PLC/DAQハードウェアと高機能PCソフトウェアインターフェースを組み合わせた産業用自動化アーキテクチャです。
• リアルタイム試験およびデータ可視化用のカスタムソフトウェアを搭載した産業用PC
• 64チャンネル高分解能DAQ、32ビットサンプリング
• 多チャンネル計測：荷重、変位、速度、温度、差圧、電源監視
• 以下を備えたユーザーフレンドリーなGUI：
  ▹ 試験プロファイル作成およびシーケンス管理
  ▹ リアルタイムプロット監視（力–時間、変位–時間、速度–変位）
  ▹ 作業トラッキング用メタデータ付きPDFおよびExcel形式でのレポート出力

• オペレータパネル：
  ▹ 開始／停止操作、バルブ作動スイッチ
  ▹ 圧力および温度のデジタル表示
  ▹ 非常停止システム

主な特長と利点
• 航空機飛行制御用 電気油圧式パワードライブ専用設計
• レバー式力増幅によるリアルな空力荷重シミュレーション
• 完全コンピュータ化された試験実行、データ記録および自動レポート
• ±0.25%の計測精度を実現する高精度計測
• 多チャンネルアクチュエータの冗長性検証に適した二経路負荷方式
• NAS 1638 クラス4を達成する三段階濾過
• アラームおよび停止ロジックを備えた高い安全性とフェイルセーフ保護
• 容易なアップグレードと保守性を実現するモジュール構造
• OEM認証、MRO検査、R&D、教育訓練に最適

技術仕様（参考値／カスタマイズ可能）

  

    
項目
    
仕様
  

  

    
最大出力荷重
    
約24,000 kgf
  

  

    
変位範囲
    
最大250 mmストローク
  

  

    
移動速度
    
最大約380 mm/秒
  

  

    
作動圧力
    
10/50～250 kgf/cm²（最大280 kgf/cm²）
  

  

    
ポンプ流量
    
≥ 45 LPM @ 約250 kgf/cm²
  

  

    
油圧タンク
    
約60 L ステンレス鋼製
  

  

    
作動油
    
AMG-10 / AMG-10B または同等品
  

  

    
油清浄度
    
NAS クラス 4
  

  

    
ロードセル
    
30,000 kgf
  

  

    
電源
    
415 V AC、三相、50 Hz
  

  

    
UUT への DC 出力
    
0～30 V DC、5 A
  

  

    
冷却水
    
30～60 LPM、6 bar @ 20°C
  

  

    
シリンダーストローク
    
±125 mm および 約105 mm
  

  

    
動作温度
    
25～40°C を維持
  


用途
• 新規航空機フライトコントロールアクチュエータの資格試験  
• MRO および機体寿命延長向けの定期耐久試験および健全性評価  
• アクチュエータ動特性、応答曲線、減衰およびヒステリシスの工学解析  
• さまざまな荷重条件下での作動システム挙動に関する R&D シミュレーション  
• 不具合または不安定な制御駆動系のトラブルシューティング  

概要
航空機用電動油圧マルチチャンネルパワードライブ負荷試験装置は、実負荷条件下における航空機制御用アクチュエータの性能および安全適合性を検証するためのミッションクリティカルな試験プラットフォームです。高精度油圧技術、高度なデータ取得、正確な負荷シミュレーション、自動レポート機能を組み合わせることで、航空機 OEM、研究機関、軍需整備拠点、民間航空 MRO ワークショップにとって不可欠な設備となっています。