飛機(jī)高度表天線安裝階差優(yōu)化改進(jìn)實(shí)踐

劉慶杰，王飛虎，陳紅衛(wèi)，劉 輝

(1.成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，四川 成都 610092；2.西南交通大學(xué)，四川 成都 611756)

1 引 言

無線電高度表是一種能夠給飛機(jī)在近地飛行時(shí)提供相對(duì)地面比較精確高度數(shù)據(jù)的機(jī)載電子設(shè)備。某型飛機(jī)裝有高度表發(fā)射天線和接收天線，接收天線安裝于機(jī)腹前部，高度表發(fā)射天線安裝于機(jī)腹中部。高度表發(fā)射天線安裝框外表面與機(jī)腹蒙皮外形間的安裝階差較小，但高度表接收天線安裝框外表面與機(jī)腹蒙皮外形間的安裝階差有0.5mm～2.5mm，盡管在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，但相較于高度表發(fā)射天線安裝情況，仍有改進(jìn)優(yōu)化的空間。

本文分析了文獻(xiàn)[1-6]的階差測(cè)量及改進(jìn)方法，從高度表天線結(jié)構(gòu)、安裝支架、飛機(jī)蒙皮外形、裝配工藝等方面分析階差產(chǎn)生的原因，并對(duì)比分析了打磨高度表天線安裝框、帶應(yīng)力安裝、改進(jìn)安裝支架3種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定采用優(yōu)化安裝支架的方案。

2 安裝階差現(xiàn)狀

高度表接收天線與飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)通過6個(gè)螺釘固定安裝，安裝形式見圖1，定義航向(機(jī)頭方向)為前。

圖1 高度表接收天線安裝示意圖

分別選取機(jī)身未噴漆2架、機(jī)身已噴漆17架，進(jìn)行安裝階差測(cè)量，結(jié)果見圖2，階差為負(fù)時(shí)表示高度表天線凹陷于機(jī)腹蒙皮，階差為正時(shí)表示高度表天線凸出于機(jī)腹蒙皮。

圖2 19架飛機(jī)高度表天線安裝階差

通過測(cè)量結(jié)果可以看出，不同架次的高度表天線6個(gè)測(cè)量點(diǎn)的安裝階差一致性較好，均為凹陷于機(jī)腹蒙皮，且前向階差最大，左下、右下階差最小，其余位置介于最大值與最小值之間。

3 原因分析

高度表天線及飛機(jī)蒙皮均已定型，重點(diǎn)應(yīng)考慮其安裝過程及安裝形式，安裝實(shí)物圖見圖3。

圖3 高度表天線安裝實(shí)物圖

高度表天線安裝面結(jié)構(gòu)為平面，安裝支架為自行設(shè)計(jì)，其安裝面亦為平面，但安裝面傾斜角度可優(yōu)化。飛機(jī)機(jī)腹蒙皮為變斜率的曲面，越向機(jī)頭方向曲率越大。因此，階差產(chǎn)生的根本原因?yàn)楦叨缺硖炀€外表面為平面，機(jī)腹蒙皮表面為變曲率弧面，二者無法實(shí)現(xiàn)幾何完全配合，故產(chǎn)生了安裝階差。

4 制定改進(jìn)措施

由于高度表天線整體凹陷于機(jī)腹蒙皮內(nèi)側(cè)，因此應(yīng)圍繞增加墊圈或調(diào)高安裝支架制定改進(jìn)措施。

方案一：在安裝螺釘處加墊圈，打磨突出于蒙皮的高度表安裝框邊緣。該方案的優(yōu)點(diǎn)為可完全消除安裝階差，缺點(diǎn)為操作繁瑣且成品互換性低，不建議采用。

方案二：在安裝螺釘處加墊圈，帶應(yīng)力安裝，即在前、后兩個(gè)位置加墊，將左右突出于蒙皮的高度表安裝框人為帶應(yīng)力壓至與蒙皮齊平。選用不同尺寸的墊圈，分3組進(jìn)行安裝測(cè)試。第1組：前1.5mm、后0.5mm；第2組：前2.0mm、后0.8mm；第3組：前2.0mm、后0.8mm、左上右上各0.5mm，得到階差結(jié)果見表1。

表1 階差結(jié)果

根據(jù)結(jié)果可知，加墊可以有效改進(jìn)原有階差，但存在安裝應(yīng)力，可能造成成品損傷，不建議采用。

方案三：改進(jìn)原有高度表安裝支架，使支架安裝面傾斜一定角度，設(shè)計(jì)方案見圖4。

圖4 高度表安裝支架改進(jìn)示意圖

采用改進(jìn)后的高度表安裝支架，原有階差可以得到改善，但左前、右前位置可能凸出于機(jī)腹蒙皮外形?？紤]到防腐蝕、互換性等因素，對(duì)凸出于機(jī)腹蒙皮部分的高度表天線不能打磨。因此，設(shè)計(jì)高度表安裝天線安裝面的傾斜角度極為關(guān)鍵，應(yīng)達(dá)到正負(fù)階差均勻分布，即將原有凹陷2mm的階差調(diào)整為凸出和凹陷各1mm。

5 實(shí)施改進(jìn)及結(jié)果檢查

5.1 實(shí)施改進(jìn)

設(shè)計(jì)單位按不同傾斜角度設(shè)計(jì)高度表安裝支架圖紙，工程技術(shù)部編發(fā)工藝文件，數(shù)控加工廠生產(chǎn)零件，裝配廠將改進(jìn)的高度表安裝支架裝機(jī)，檢驗(yàn)檢測(cè)部進(jìn)行檢驗(yàn)。

5.2 結(jié)果檢查

經(jīng)裝機(jī)對(duì)比，采用傾斜角度為0.5°的安裝支架后，階差明顯改善，結(jié)果見表2。

表2 高度表天線安裝階差優(yōu)化改進(jìn)結(jié)果

原有階差被分布為正、負(fù)階差，既有凸出于機(jī)腹蒙皮外形的，也有凹陷于機(jī)腹蒙皮的，階差最大絕對(duì)值控制在1mm內(nèi)，改進(jìn)后實(shí)物圖見圖5。

圖5 改進(jìn)安裝支架后高度表天線裝機(jī)實(shí)物圖

6 結(jié)束語

本文針對(duì)某型飛機(jī)高度表接收天線安裝于飛機(jī)機(jī)腹時(shí)，其安裝框外平面與機(jī)腹蒙皮外表面間存在0.5mm～2.5mm階差的問題，從高度表天線結(jié)構(gòu)、安裝支架、飛機(jī)蒙皮外形、裝配工藝等方面分析階差產(chǎn)生原因，對(duì)比分析了打磨高度表天線安裝框、帶應(yīng)力安裝、改進(jìn)安裝支架3種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，決定采用優(yōu)化安裝支架的方案，效果良好，已完成批量改進(jìn)。