飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱鋼索的特點(diǎn)和安裝方法

撰文/羅海勇

■中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司

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飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱鋼索的特點(diǎn)和安裝方法

撰文/羅海勇

■中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司

隨著航空技術(shù)飛速發(fā)展，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)的傳動(dòng)方式也隨著產(chǎn)生了多樣化的發(fā)展，新的操縱鋼索形式也被大膽應(yīng)用，文章主要介紹了飛機(jī)上常用的兩種操縱鋼索形式和特點(diǎn)，并分析了兩種操縱鋼索的安裝方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。飛機(jī)操縱；鋼索特點(diǎn)；安裝方法

With the rapid development of aviation technology, the aircraft engine control system of transmission mode is produced with the development of diversified and new control cable form has also been bold application. This article mainly introduces the aircraft commonly used two kind of cable of the form and characteristics, and analyzes the advantages and disadvantages of the cable assembly method .Aircraft control； Cable characteristics；Assembly method

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了加速發(fā)展的階段，極大的促進(jìn)了飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，飛機(jī)操縱系統(tǒng)的操縱方式也隨之帶來了多樣化的發(fā)展，各飛機(jī)制造商根據(jù)飛機(jī)的技術(shù)特性也選用了多種操縱形式，不同的操縱鋼索形式，勢(shì)必對(duì)安裝方法提出了不同的要求，因此有必要對(duì)不同操縱鋼索的選用和安裝方法進(jìn)行比較分析，從而選擇適合飛機(jī)特性的操縱鋼索形式。

1飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱鋼索的兩種典型樣式

1.1操縱鋼絲繩（Cable for control）

鋼絲繩是用多根或多股細(xì)鋼絲擰成的撓性繩索，鋼絲繩是由多層鋼絲捻成股，再以繩芯為中心，由一定數(shù)量股捻繞成螺旋狀的繩。飛機(jī)操縱鋼索按照加工材料可分為碳鋼鋼索和不銹鋼鋼索，飛機(jī)操縱鋼索一般選用不銹鋼鋼絲繩。按鋼索直徑常見為1/16”，3/32”，1/8”，5/32”，3/16”，1/4”等，但是飛機(jī)主操作系統(tǒng)（副翼、方向舵、升降舵）不允許采用直徑小于1/8”的鋼索，按鋼索的規(guī)格和型號(hào)分為7×7,7×19,7×31,6×31四種規(guī)格[1]，飛機(jī)操縱鋼索多采用7×19這種規(guī)格,代表性的有國(guó)內(nèi)的運(yùn)8飛機(jī)，見圖1。

圖1飛機(jī)操縱鋼絲繩的截面示意圖

1.2推拉鋼索（Push-pull cable）

推拉鋼索材料全部選用不銹鋼材料，以法國(guó)CBA公司推拉鋼索CBA Flexball standard為例，推拉鋼索力的傳動(dòng)是通過內(nèi)軌道利用滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)在滑軌上前后移動(dòng)進(jìn)行，滾珠和滑軌通過不銹鋼外蒙皮纏繞包裹。國(guó)內(nèi)幾款大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱都采用的推拉鋼索。推拉鋼索結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 推拉鋼索示意圖

2操縱鋼絲繩和推拉鋼索的特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)是飛機(jī)總裝過程中一個(gè)非常重要的系統(tǒng)，影響到飛行安全。中型和大型飛機(jī)（例如運(yùn)8和TA600）的發(fā)動(dòng)機(jī)基本上都采用四發(fā)的布局，同時(shí)由于翼展一般都超過30m，從飛機(jī)機(jī)頭操縱臺(tái)到發(fā)動(dòng)機(jī)的距離都超過20m，操縱力的傳遞須良好的傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿處，確保飛機(jī)的安全。

2.1操縱鋼絲繩的優(yōu)點(diǎn)

2.1.1鋼絲繩能夠傳遞長(zhǎng)距離的負(fù)載；

2.1.2鋼絲繩能夠承受多種載荷及變載荷的作用；

2.1.3鋼絲繩具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度和抗疲勞強(qiáng)度和抗沖擊韌性，不易出現(xiàn)驟然斷裂;

2.1.4鋼絲繩在高速工作條件下，耐磨、抗震、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好；

2.1.5鋼絲繩的耐腐蝕性好，能夠在各種有害介質(zhì)的惡劣環(huán)境中正常工作；

2.1.6鋼絲繩的柔軟性能好，適宜于牽引、拉拽、捆扎等多方面的用途；

2.1.7鋼絲繩的承載安全系數(shù)大，使用安全可靠；

2.1.8鋼絲繩的自重輕；

2.1.9鋼絲繩的價(jià)格低廉（AG300操縱鋼索長(zhǎng)度約10m長(zhǎng)，價(jià)格約70美元）

2.2操縱鋼絲繩的缺點(diǎn)

2.2.1鋼絲繩安裝時(shí)，要求滑輪組件安裝位置精確，否則容易出現(xiàn)操縱摩擦力過大，安裝難度大，若與其他部件發(fā)生干涉，很難進(jìn)行調(diào)整。

2.2.2鋼絲繩雖不易出現(xiàn)驟然斷裂，但容易出現(xiàn)斷絲，特別是在滑輪轉(zhuǎn)角處，斷裂的鋼絲繩可能出現(xiàn)卡滯，影響飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱從而威脅飛行安全。見圖3

圖3 典型的斷絲部位

2.2.3鋼絲繩張緊力受環(huán)境溫度影響，張緊力會(huì)產(chǎn)生變化，需定期進(jìn)行檢查、調(diào)整。

2.2.4對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操縱來說，鋼絲繩只能后拉，不能前推。增大油門和減小油門需要兩個(gè)鋼索來實(shí)現(xiàn)，需要更多的支架和滑輪支座。

2.2.5為保證滑輪組件的精確定位，需要在部裝或總裝階段增加大量的定位工裝，費(fèi)用相對(duì)較高

2.3推拉鋼索的優(yōu)點(diǎn)

2.3.1推拉鋼索能夠傳遞長(zhǎng)距離的負(fù)載；

2.3.2推拉鋼索由于剛性較好，控制精確

2.3.3推拉鋼索耐腐蝕性好，能夠在各種有害介質(zhì)的惡劣環(huán)境中正常工作；

2.3.4推拉鋼索可同時(shí)承受拉力和推力，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油門控制只需一根鋼索，減少了工作量；

2.3.5推拉鋼索對(duì)安裝位置的精度要求低，與其他部件發(fā)生干涉時(shí)，在保證最小折彎半徑的基礎(chǔ)上可隨意進(jìn)行調(diào)整，對(duì)間隙要求低；

2.3.6推拉鋼索安裝無需安裝滑輪組件等，只需普通卡箍即可進(jìn)行安裝；

2.3.7推拉鋼索的安裝位置精度對(duì)操縱摩擦力基本無影響，力的傳遞靠推拉鋼索內(nèi)部的內(nèi)軌道；

2.3.8推拉鋼索無需定期進(jìn)行張緊力的校準(zhǔn)；

2.3.9鋼絲繩的承載安全系數(shù)大，使用安全可靠；不容易出現(xiàn)斷裂

2.4推拉鋼索的缺點(diǎn)

2.4.1推拉鋼索價(jià)格比鋼絲繩高（某大型飛機(jī)的推拉鋼索長(zhǎng)度約10m,價(jià)格約2700歐元），約為不銹鋼鋼絲繩的40倍價(jià)格）；

2.4.2推拉鋼索支架無需精確的工裝進(jìn)行定位安裝；

2.4.3由于結(jié)構(gòu)的不同，鋼索質(zhì)量比鋼絲繩重一些。

3兩種型式鋼索的安裝方法

3.1 操縱鋼絲繩

3.1.1 首先在飛機(jī)機(jī)體上按設(shè)計(jì)圖紙要求對(duì)滑輪組件的安裝位置進(jìn)行定位，一般鋼索中心線與滑輪槽中心線不重合度允許1°～2°；不允許鋼索與滑輪輪緣有摩擦；見圖4

圖4 操縱鋼絲繩和滑輪支座的典型安裝

滑輪組件的安裝精度直接影響后續(xù)操縱鋼索的調(diào)整、摩擦力的大小等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此需用工裝嚴(yán)格定位進(jìn)行裝配；

3.1.2 連接鋼索的松緊螺套，擰緊后，接頭的螺紋部分露出松緊螺套外不應(yīng)大于3扣；按設(shè)計(jì)技術(shù)要求將鋼索張緊力調(diào)整到合格為止。

3.1.3 用鎖針（MS21256系列）對(duì)松緊螺套進(jìn)行鎖緊保險(xiǎn)（若鎖針插入松緊螺套的別針槽內(nèi)受阻，則應(yīng)拆卸松緊螺套并清理別針槽）。

3.2 推拉鋼索的安裝

3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)與推拉鋼索的典型連接

a）通過螺紋連接將連接器固定到發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)上，然后將鋼索末端插入發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)末端槽中，見圖5

圖5 鋼索末端與發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)齒條的連接　b）將鋼索末端推入連接器內(nèi)　C）擰緊螺母鎖緊，并進(jìn)行保險(xiǎn)，

見圖6

圖6 鎖緊螺母進(jìn)行鎖緊后保險(xiǎn)

3.2.2 推拉鋼索之間的典型連接

推拉鋼索之間連接步驟，見圖7：

圖7 推拉鋼索之間的典型連接

a）將一段鋼索的末端插入到另一段鋼索鋼索末端的槽中；

b） 將一端推入到另一端鋼索內(nèi)；

c）擰緊鎖緊螺母，并打保險(xiǎn)。

3.2.3 推拉鋼索與結(jié)構(gòu)的典型固定方式，安裝無需精確定位，滿足一般公差即可，見圖8.

圖8 推拉鋼索與結(jié)構(gòu)的典型固定方式

4小型、中型、大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱特點(diǎn)

4.1小型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱特點(diǎn)

飛機(jī)體積偏小，一般長(zhǎng)度約為10-15m，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)至發(fā)動(dòng)機(jī)的距離較短（AG300飛機(jī)的距離約2.5m），機(jī)頭駕駛艙處空間比較狹小，且此類飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)自身的油門控制多采用推拉鋼索，油門控制角度（行程）比較小，需要更精確的進(jìn)行油門控制等。

4.2 中型或大型飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱特點(diǎn)

機(jī)體較大，長(zhǎng)度一般都超多35m，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱臺(tái)至發(fā)動(dòng)機(jī)的距離都超多20m，空間較為充足；飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制可通過控制盒或其他結(jié)構(gòu)來適應(yīng)推拉鋼索或鋼絲繩的控制要求。但中型或大型飛機(jī)由于距離遠(yuǎn)，若采用鋼絲繩進(jìn)行控制，需要大量的滑輪支座和雙操縱鋼絲繩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。操縱力的傳遞影響因素更多，需要在部裝階段申請(qǐng)專用工裝對(duì)滑輪支座進(jìn)行定位。若摩擦力過大，排除故障比較困難。

5結(jié)束語

通過上述發(fā)動(dòng)機(jī)操縱鋼絲繩和推拉鋼索的特點(diǎn)分析得出以下結(jié)論：

5.1對(duì)于小型飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)采用推拉鋼索更易實(shí)現(xiàn)精確控制，且與發(fā)動(dòng)機(jī)自身相匹配，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

5.2對(duì)于中型或大型飛機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)操縱由于需要遠(yuǎn)距離控制，適合采用推拉鋼索，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱力的傳遞不受其它結(jié)構(gòu)影響，故障排除簡(jiǎn)單；

5.3發(fā)動(dòng)機(jī)操縱鋼索目前的應(yīng)用趨勢(shì)為逐步擯棄操縱鋼絲繩，逐步采用發(fā)動(dòng)機(jī)推拉鋼索。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭振海. 淺析飛機(jī)操縱鋼索的分類、損傷與檢查的方法. 北京:科技資訊，2012（12）

作者簡(jiǎn)介：

羅海勇，中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司裝配中心主管工程師，主要從事飛機(jī)動(dòng)力環(huán)控專業(yè)裝配技術(shù)研究。