一種可收放式維護(hù)平臺(tái)的簡單設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

　羅騰騰

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究部，上海201210）

一種可收放式維護(hù)平臺(tái)的簡單設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究

羅騰騰

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究部，上海201210）

飛機(jī)的維修性是現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，可靠的維護(hù)平臺(tái)不僅能有效地提供維修支持，還能提高飛機(jī)運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性。以復(fù)合材料維護(hù)平臺(tái)作為研究對象，詳細(xì)探討了可收放式維護(hù)平臺(tái)的方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究，及其維修性說明。

可收放；維護(hù)平臺(tái)；維修性

對競爭日益激烈的民用航空產(chǎn)業(yè)來說，飛機(jī)不僅要有可靠性、安全性和舒適性，還有重要的經(jīng)濟(jì)性。對飛機(jī)及其上的設(shè)備裝備進(jìn)行維護(hù)和修理，保持和提高飛機(jī)的可靠性，確保飛機(jī)的安全，是飛機(jī)正常使用的前提和必要條件，也是航空業(yè)的重要組成部分［1］。提高飛機(jī)的維修性，不僅能方便維修、降低維修工時(shí)，還能提高飛機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本文針對某型號(hào)飛機(jī)機(jī)身內(nèi)部的復(fù)材維修平臺(tái)進(jìn)行研究，以期對其它機(jī)型維修平臺(tái)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供參考。

1　維修性設(shè)計(jì)

維修性設(shè)計(jì)旨在滿足適航規(guī)定的前提下，盡量提高飛機(jī)壽命周期內(nèi)的維修性，提高飛機(jī)的固有維修性能，滿足飛機(jī)簽派可靠度的要求，降低壽命周期內(nèi)的使用、維修費(fèi)用，并將飛機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低程度。

對于系統(tǒng)眾多、尺寸超大的后機(jī)身結(jié)構(gòu)來說，為了提高飛機(jī)的維修性，一個(gè)良好和可靠的維護(hù)平臺(tái)是非常必要的，不僅方便維修人員在機(jī)身內(nèi)部的維修活動(dòng)，還能提高維修效率和降低維修工時(shí)。維護(hù)開口周圍結(jié)構(gòu)如圖1所示，由于平尾螺旋作動(dòng)器的安裝要通過維護(hù)開口，那么開口正上方的3號(hào)維護(hù)平臺(tái)必須設(shè)計(jì)為可收放的。維護(hù)開口左右兩側(cè)都是系統(tǒng)設(shè)備，后側(cè)是平尾螺旋作動(dòng)器的安裝位置，因此，3號(hào)維護(hù)平臺(tái)只能往前打開。后壓力框站位離維護(hù)開口非常近，設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮避免3號(hào)維護(hù)平臺(tái)打開時(shí)傷及后壓力框結(jié)構(gòu)。圖1所示。

圖1　維護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

2　維護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)選材及裝配設(shè)計(jì)

2.1維護(hù)平臺(tái)的簡介

飛機(jī)上的維護(hù)平臺(tái)面板一般使用質(zhì)量較輕的材料，與貨艙地板或客艙地板（玻璃布和碳纖維帶增強(qiáng)面板/芳綸蜂窩芯）的使用材料基本一致，維護(hù)平臺(tái)面板厚度一般9.5 mm左右；而鑲嵌件也基本沿用貨艙地板或客艙地板的使用規(guī)格，通過在維護(hù)平臺(tái)面板上開孔，通過一定的工藝程序用把鑲嵌件固定在維護(hù)平臺(tái)面板中；最后通過螺栓把維護(hù)平臺(tái)連接到相關(guān)飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，當(dāng)然維護(hù)平臺(tái)可以是固定的，也可以是局部活動(dòng)和收放的。

2.2裝配設(shè)計(jì)

貨艙地板或客艙地板材料經(jīng)過切割和尺寸加工后，就能形成設(shè)計(jì)所需要的維護(hù)平臺(tái)面板，此時(shí)面板周邊可以明顯看到芳綸蜂窩芯，為了防止面板吸收潮氣而性能下降，需要對面板周邊進(jìn)行密封，一般會(huì)去除5 mm左右蜂窩結(jié)構(gòu)（允許剩余及粘附0～0.5 mm厚的芯層材料，并去除所有疏松的材料），使用室溫可固化、不流淌的密封劑進(jìn)行密封；鑲嵌件與面板的連接一般使用室溫可固化、流淌性好的密封劑進(jìn)行灌封［2］，密封劑固化時(shí)鑲嵌件表面須與面板表面平齊、保持一致、不可裝反；面板邊緣密封和鑲嵌件安裝位置之間需保持最低2個(gè)完整蜂窩結(jié)構(gòu)，以保證維護(hù)平臺(tái)邊緣四周的力學(xué)性能；維護(hù)平臺(tái)與飛機(jī)結(jié)構(gòu)相連接時(shí)，必須使用與鑲嵌件相吻合的螺栓，螺栓安裝時(shí)不可突出面板表面、且可拆卸以方便面板的維護(hù)和更換，如下圖2所示。

圖2　鑲嵌件灌封和邊緣密封示意圖

3　可收放式維護(hù)平臺(tái)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1可收放式

安裝平尾螺旋作動(dòng)器之前，需要將平尾螺旋作動(dòng)器通過維護(hù)口蓋從機(jī)身外部提升進(jìn)入機(jī)身內(nèi)部，而維護(hù)口蓋的正上方有3號(hào)維護(hù)平臺(tái)，影響到了平尾螺旋作動(dòng)器的安裝，因此必須將3號(hào)維護(hù)平臺(tái)設(shè)計(jì)成可收放式的。安裝需要時(shí)將3號(hào)維護(hù)平臺(tái)向前打開，留出平尾螺旋作動(dòng)器的安裝空間，如上圖1所示。

3.2過失防護(hù)設(shè)計(jì)

當(dāng)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)打開時(shí)，有可能由于人員因素用力過大，平臺(tái)翻過的角度太大以至平臺(tái)會(huì)碰到后壓力框結(jié)構(gòu)，從而給相關(guān)結(jié)構(gòu)造成損傷，給飛機(jī)安全帶來隱患，因此在3號(hào)維護(hù)平臺(tái)左右兩側(cè)各延伸出一塊作為過失保護(hù)塊。當(dāng)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)到90°時(shí)，維護(hù)平臺(tái)面板的延伸塊就會(huì)與平臺(tái)連接結(jié)構(gòu)立面相抵觸，終止3號(hào)維護(hù)平臺(tái)的繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)維護(hù)平臺(tái)與球皮結(jié)構(gòu)的最短距離為100 mm左右，如下圖3所示。

圖3　過失防護(hù)設(shè)計(jì)

3.3加強(qiáng)件設(shè)計(jì)

由于3號(hào)維護(hù)平臺(tái)跨度有近1m，當(dāng)維修人員攜帶一定的重量（一般不應(yīng)超過16 kg）站在3號(hào)維護(hù)平臺(tái)上時(shí)，地板會(huì)有較大的變形，因此需給3號(hào)維護(hù)平臺(tái)設(shè)計(jì)加強(qiáng)件，增加地板的剛度和抗變形能力。如果加強(qiáng)件是固定在支架上面，必然會(huì)影響螺旋作動(dòng)器的安裝，所以，把加強(qiáng)件和3號(hào)維護(hù)平臺(tái)用螺栓連接在一起（而不是加強(qiáng)件和平臺(tái)周圍結(jié)構(gòu)連接在一起），這樣加強(qiáng)件可以跟隨維護(hù)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)一起收放，不會(huì)影響到平尾螺旋作動(dòng)器的安裝，如上圖1所示。

3.4互換性

互換性是指在功能和物理特性上相同的產(chǎn)品在使用或維修過程中能夠彼此相互替換的能力［1］。飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件及由非永久性緊固件連接的裝配件，應(yīng)盡可能具有互換性，為提高維護(hù)平臺(tái)的互換性和通用性，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)化的材料和標(biāo)準(zhǔn)件，以降低對保障資源的要求、提高維修效率、減少相關(guān)費(fèi)用支出。

3.5鎖緊設(shè)計(jì)方案

（1）鎖緊設(shè)計(jì)

在維護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鎖緊設(shè)計(jì)一直是個(gè)難點(diǎn)。如果使用銷子和螺栓鎖緊定位，在使用過程中，銷子和螺栓極易丟失，給工作帶來極大的不方便。有一種快卸銷可以起到鎖緊和防丟失的作用，如下圖4所示。只需要按住快卸銷一端，快卸銷另一端的彈珠就會(huì)收起來，這樣快卸銷可以簡單的拔出；當(dāng)快卸銷插入鎖緊孔后，只需要松開插銷一端，快卸銷另一端的彈珠就會(huì)彈出來，這樣快卸銷可以實(shí)現(xiàn)定位鎖緊功能；快卸銷端頭的按住和松開動(dòng)作符合人體的基本習(xí)慣，用時(shí)非常簡短，因此，使用快卸銷后維護(hù)平臺(tái)可以在短時(shí)間內(nèi)通過單人簡單操作可以實(shí)現(xiàn)它的收放功能。該鎖緊快卸銷重量非常輕便，能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

圖4　快卸銷

（2）鎖緊位置細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

維修時(shí)人員行進(jìn)路線：維護(hù)開口—1號(hào)維護(hù)平臺(tái)—2號(hào)維護(hù)平臺(tái)—3號(hào)維護(hù)平臺(tái)。維修完成撤離時(shí)：3號(hào)維護(hù)平臺(tái)—2號(hào)維護(hù)平臺(tái)—1號(hào)維護(hù)平臺(tái)—維護(hù)開口。由于3號(hào)維護(hù)平臺(tái)功能復(fù)雜，為了單人可以實(shí)現(xiàn)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)的收放功能，在離3號(hào)維護(hù)平臺(tái)最近的2號(hào)維護(hù)平臺(tái)附近布置快卸銷，無論3號(hào)維護(hù)平臺(tái)收起還是放下，無須他人的配合或者維修人員大范圍的移動(dòng)，單個(gè)維修人員可以在2號(hào)維護(hù)平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)的收放和定位。

快卸銷的安裝位置非常重要。如果采取平臺(tái)外側(cè)鎖緊，如圖5（a）示，那么在維修人員撤離時(shí)，快卸銷位置背離人員撤離路線，勢必先拔下插銷，此時(shí)3號(hào)維護(hù)平臺(tái)處于自由狀態(tài)，需要維修人員用手扶著，此時(shí)會(huì)造成維修人員的不方便，如果不扶著，3號(hào)維護(hù)平臺(tái)隨時(shí)會(huì)倒下來，加強(qiáng)件邊緣會(huì)傷害到維修人員；如果采取平臺(tái)內(nèi)側(cè)鎖緊，如圖5（b）所示，維修人員撤離時(shí)，快卸銷位置在人員撤離路線上，不必先拔下快卸銷，維修人員站在維護(hù)開口的位置可以實(shí)現(xiàn)3號(hào)平臺(tái)的開啟（放）和關(guān)閉（收）。

圖5　鎖緊位置

4　結(jié)束語

維護(hù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮周圍結(jié)構(gòu)相關(guān)要求和相關(guān)維護(hù)人員的使用要求，以降低對飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷和維修人員的傷害，在滿足飛機(jī)維修性的條件下，盡可能提高其經(jīng)濟(jì)性。

［1］《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊》總編委會(huì).《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊》10結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京:航空工業(yè)出版社，2001.

［2］中國航空研究院.復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:航空工業(yè)出版社，2001.

The Research on the Sim p le Design and Utility ofa Retractable Maintenance Platform

LUO Teng-teng
（Structure Department，Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

Maintainability is very important part of the aircraft design.A reliable maintenance platform not only supports people activity in the aircraft，but also improves the economy of the aircraft.The paper detailedly analysises and particularly researches on the design and utility of the retractable maintenance platform on the aircraft.The composite platform must satisfy themaintainability.

maintainability；retractable；maintenance platform

V222

A

1672-545X（2016）06-0088-03

2016-03-27

羅騰騰（1982-），男，湖南永州人，工程師，碩士，研究方向?yàn)轱w行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。