某型高教機(jī)內(nèi)側(cè)前襟與上蒙皮相碰問題故障分析及解決措施

梁云瑞，李文欽，黃新松

（中國人民解放軍海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室，江西南昌，330024）

0 引言

某架飛機(jī)在進(jìn)行飛控通電調(diào)整時(shí)，前襟正常放下30°再收上時(shí)，出現(xiàn)右機(jī)翼內(nèi)側(cè)前襟刮蹭上蒙皮，導(dǎo)致上蒙皮部分翻邊上翹，局部出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致整個(gè)中間段上蒙皮不能正常使用，具體位置跟缺口尺寸詳見圖1、圖2。后來多架飛機(jī)在試飛后也出現(xiàn)同樣問題。對交付批飛機(jī)進(jìn)行問題復(fù)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)多架飛機(jī)上蒙皮存在摩擦現(xiàn)象。

1 前襟飛控調(diào)整原理

1.1 前緣襟翼的組成

圖1翻邊位置

前緣襟翼由左右外側(cè)襟翼和左右內(nèi)側(cè)襟翼四塊組成（如圖3所示），每一塊由一套獨(dú)立的伺服裝置驅(qū)動（1個(gè)前緣伺服機(jī)構(gòu)和2個(gè)前緣作動筒）內(nèi)側(cè)兩片前緣和外側(cè)兩片前緣互相獨(dú)立控制，采用雙系統(tǒng)供壓，外側(cè)作動筒由第一液壓系統(tǒng)供壓，內(nèi)側(cè)作動筒由第二液壓系統(tǒng)供壓[1]。

1.2 前緣襟翼的控制方式

前緣襟翼分自動控制和手動控制兩種方式：

1）前緣襟翼自動控制時(shí)，飛行控制系統(tǒng)根據(jù)飛機(jī)的馬赫數(shù)和攻角自動控制前緣襟翼的偏轉(zhuǎn)。起飛階段前緣為0°，著陸階段前緣為20°。

圖2翻邊尺寸

圖3右內(nèi)、外側(cè)襟翼

2）在手動控制時(shí)，人工通過操作前艙飛行控制盒Ι和后艙飛行控制盒上的前緣襟翼開關(guān)實(shí)現(xiàn)前緣襟翼的偏轉(zhuǎn)控制。

1.3 前緣襟翼的調(diào)整與測量

為保證飛控系統(tǒng)正常通電時(shí)飛機(jī)各部件的安全性，飛控上電應(yīng)先在不供壓的狀態(tài)下進(jìn)行飛控系統(tǒng)通電檢查，檢查各部件是否存在相碰以及影響飛控系統(tǒng)正常上電的故障現(xiàn)象，方法如下：

在保證前緣襟翼能滿足最大收放位置以及和飛機(jī)各部位足夠安全間隙的前提下，應(yīng)用手抬動前襟舵面至收起位置，此時(shí)觀察舵面和固定翼面上的蒙皮之間不存在相碰情況。若存在相碰情況，先將前緣襟翼拉桿長度放長2-3圈（每圈長 1.5mm），且以半圈為單位放長拉桿長度 （同一組驅(qū)動裝置中的兩根拉桿須同步調(diào)節(jié)，長度相差不超過1.5mm）。

在飛控系統(tǒng)正常工作的狀態(tài)下，通過操縱前艙飛行控制盒Ι（或后艙飛控控制盒）上的“前襟”開關(guān)，使前緣襟翼運(yùn)動數(shù)次，再使前緣處于“放下”位置，前緣偏轉(zhuǎn)至20°。然后操作前艙飛控控制盒Ι（或后艙飛控控制盒）上的“前襟”開關(guān)，使前緣處于“收起”位置，測量前緣中立值H。

前緣襟翼在滿足了20°的收放要求時(shí)，將進(jìn)行30°收放的工作試驗(yàn)[2]。

再如，《書記》篇中引用的“譬九方堙之識駿足，而不知毛色牝牡也?！贝颂幨窃醋浴读凶印ふf符》和《淮南子·道應(yīng)訓(xùn)》。句中的“九方堙”，在《列子》中作“九方皋”，講述的是有關(guān)于秦穆公讓九方皋尋千里馬的事情：

2 故障分析

2.1 內(nèi)側(cè)前襟與上蒙皮相碰可能原因分析

如圖4所示，內(nèi)側(cè)前襟在展開狀態(tài)時(shí)，其尾緣條與上蒙皮的理論間隙為1.06mm，如圖5所示，在上蒙皮邊緣有一排鉚釘，使得上蒙皮很容易產(chǎn)生鉚接變形，導(dǎo)致它與尾緣條發(fā)生干涉。雖然部裝車間使用外形檢驗(yàn)卡板檢查上蒙皮的理論外形，但是飛機(jī)到總裝后，由于應(yīng)力釋放以及千斤頂長期支撐機(jī)翼的作用力導(dǎo)致上蒙皮局部發(fā)生變形，容易與尾緣條干涉。

圖4尾緣條與上蒙皮理論間隙示意圖

圖5蒙皮鉚釘分布示意圖

飛機(jī)在進(jìn)行一系列總裝工作后需進(jìn)行襟翼收放試驗(yàn)，首先是襟翼20°收放試驗(yàn)，通過前襟飛控調(diào)整原理可知此時(shí)是手動控制的，但在20°收放試驗(yàn)整個(gè)過程中，前襟尾緣條尚未脫離翼面的上蒙皮區(qū)域，即使有輕微干涉，由于蒙皮屬鈑金件，比較軟，不容易察覺出來。之后進(jìn)行襟翼30°收放試驗(yàn)，此時(shí)收放是通過模擬信號控制的。在前襟達(dá)到30°時(shí)，前襟尾緣條已脫離翼面的上蒙皮區(qū)域。而前襟尾緣條尖角所對應(yīng)的上蒙皮位置處于從寬邊過渡至窄邊的過渡區(qū)（如圖4所示），這種結(jié)構(gòu)容易使得尖角處變形，從而造成內(nèi)側(cè)前襟由30°恢復(fù)至0°的過程中與上蒙皮相碰。

2.2 內(nèi)側(cè)前襟與上蒙皮相碰故障查找情況

針對上述可能造成內(nèi)側(cè)前襟與上蒙皮相碰的情況，逐條進(jìn)行了仔細(xì)查對，故障查找情況如下。

2.2.1上蒙皮表面制造誤差情況

經(jīng)過對多架次未裝機(jī)的上蒙皮進(jìn)行復(fù)查，上蒙皮表面的制造誤差存在，但均處于誤差范圍內(nèi)。于是對這批上蒙皮進(jìn)行裝機(jī)跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)部裝鉚接后的上蒙皮存在表面不平整的趨勢更大。通過數(shù)模仿真可以看出，翼面的上蒙皮與內(nèi)側(cè)前襟的間隙只有1.06mm（如圖4所示），間隙小，前襟在通電調(diào)整的狀態(tài)下存在振動現(xiàn)象。在這種狀態(tài)下，上蒙皮雖不至于向上翻起，但前襟與上蒙皮容易發(fā)生摩擦。

因此，可以排除上蒙皮本身制造誤差造成前襟與上蒙皮相碰現(xiàn)象，但裝機(jī)后的上蒙皮表面不平整會對前襟與上蒙皮的活動間隙產(chǎn)生影響，容易發(fā)生摩擦現(xiàn)象。

2.2.2上蒙皮應(yīng)力變形情況

飛機(jī)在長時(shí)間放置過程中，機(jī)翼被千斤頂頂起，工作人員在翼面工作，由于千斤頂向上的力和工作人員向下的力相互作用，都可能使上蒙皮產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變。因?yàn)樯厦善な氢k金成型，是由軟材料形成的。經(jīng)過對多架次裝有上蒙皮且長時(shí)間放置的飛機(jī)進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)部分上蒙皮表面確實(shí)存在形變，這樣很容易使得前襟與上蒙皮的活動間隙小，在通電調(diào)整時(shí)與上蒙皮產(chǎn)生摩擦。

從上述原因可以看出，由于內(nèi)應(yīng)力的相互傳遞，容易使向下的上蒙皮向上翹起，從而造成前襟與上蒙皮的活動間隙小，產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象，但該問題并不普遍，也不會引起上蒙皮向上翻起現(xiàn)象。

2.2.3上蒙皮邊緣結(jié)構(gòu)問題

如圖6所示，靠近機(jī)翼端的蒙皮為寬邊，中間段蒙皮為窄邊，中間蒙皮的尖角正好處于寬邊至窄邊的圓滑過渡區(qū)，由于蒙皮材料原因，此處尖角容易向上翹起，加之飛機(jī)前緣襟翼裝配和制造誤差，在前襟收上時(shí)，內(nèi)側(cè)前襟邊緣的頂角容易進(jìn)入過渡區(qū)，造成中間段蒙皮向上翻起。對多架次飛機(jī)中間蒙皮的尖角進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)大部分架次飛機(jī)此尖角處確實(shí)存在相干涉情況，只是沒有引起上蒙皮向上翻起現(xiàn)象。

從以上情況可以看出，中間段蒙皮結(jié)構(gòu)對內(nèi)側(cè)前襟相碰問題有很大影響。

圖6寬邊、窄邊示意圖

3 解決措施

1)針對上蒙皮表面制造誤差和應(yīng)力變形情況，可以從蒙皮的裝配、調(diào)整、檢查整個(gè)過程進(jìn)行全面控制，主要措施如下：

在嚴(yán)格控制上蒙皮制造誤差的同時(shí)，應(yīng)對裝機(jī)后的上蒙皮進(jìn)行表面質(zhì)量檢查，表面不平處應(yīng)通過木榔頭手工敲打至平，嚴(yán)禁使用鋼鐵制品工具進(jìn)行敲打。

在連接前襟拉桿前，操作人員應(yīng)手動推起放下前緣襟翼，確保無干涉再連接拉桿進(jìn)行下一步調(diào)整。

2)針對上蒙皮邊緣結(jié)構(gòu)問題，可以通過如下措施進(jìn)行改善：

通過增長寬蒙皮、縮短窄蒙皮或者縮短寬蒙皮、增長短蒙皮的方式，使內(nèi)、外襟的分界線處于寬蒙皮或者窄蒙皮上，這樣內(nèi)襟的頂角可以錯開窄蒙皮的尖角。

將窄蒙皮的尖角處增加一段距離彎邊 （如圖7所示），這樣可以將此處尖角發(fā)生轉(zhuǎn)移，避免內(nèi)側(cè)前襟頂角與尖角發(fā)生相碰，內(nèi)側(cè)前襟頂角就可以圓滑過渡收起。

圖7窄蒙皮增加彎邊示意圖

4 結(jié)語

前緣襟翼的作用就是干擾氣流分離時(shí)間，避免飛機(jī)的失速。在大迎角飛行時(shí)，機(jī)翼上表面前緣產(chǎn)生氣流分離，最大升力系數(shù)大大降低。大迎角飛行時(shí)放下前緣襟翼，一方面可減小前緣與相對氣流之間的角度，使氣流能夠平順的沿上翼面流過，一方面也增大了翼切面的彎度。這樣氣流分離能夠延緩而且最大升力系數(shù)和臨界迎角也得到提高。所以保證前緣襟翼的正常收放對飛機(jī)飛行至關(guān)重要。為保證前緣襟翼在空中能夠正常收放，不與上蒙皮發(fā)生干涉或相碰現(xiàn)象，在零件制造、裝配、調(diào)整、檢查方面應(yīng)引起注意。

通過上述措施，可以從根本上減少前襟與上蒙皮發(fā)生干涉或者相碰現(xiàn)象，這樣保證了前緣襟翼的正常收放，有利于飛機(jī)的可操作性，提高了飛機(jī)飛行的安全性。