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        通用飛機舵面偏轉角測量工具設計*

        2015-11-23 03:05:28楊兆軍
        機械研究與應用 2015年3期
        關鍵詞:副翼舵面撐桿

        楊兆軍

        (中國民航飛行學院飛機修理廠,四川廣漢 618307)

        0 引言

        在某型飛機上采用了軟式操縱系統(tǒng),這些操縱鋼索是由不銹鋼鋼絲制成,不銹鋼鋼索優(yōu)點就是抗腐蝕能力強,但缺點是耐磨性差。近幾年,隨著飛行時間的增加,多次發(fā)生操縱鋼索斷絲現(xiàn)象,甚至發(fā)生過整根鋼索斷裂故障,為了防止故障的發(fā)生,必然需要增加操縱鋼索的檢查頻率。每次在更換完斷絲鋼索或換季調整張力后,必須檢查和調整舵面偏轉角度,保證其偏轉角度在維護手冊[1]要求范圍內。過去,長期使用電子角度儀進行測量,每次測量非常不方便,需要花費大量工時,并且操作復雜,不直觀。為此,針對該類飛機專門設計了一種專用測量工具,以滿足通用飛機操縱舵面偏轉角的測量。

        1 偏轉角測量原理

        飛機的舵面偏轉角必須在維護手冊規(guī)定范圍內,如果超過范圍,將影響飛機的飛行性能,危及到飛行安全[2]。飛機的舵面都有自己的零位,比如副翼的零位是副翼弦線和機翼弦線對齊,所以在測量副翼偏轉角時,首先要確認副翼的零位,所要測量的偏轉角,就是最大偏轉位置與零位之間的夾角。為了具體分析測量原理,筆者以副翼偏轉角測量為例進行分析。

        在進行副翼測量時,因停放飛機的機庫地面可能不完全水平,加之飛機機身、機翼存在一定的仰角,故測量之前需要對測量工具進行校正零位。為此,設計了如圖1中的3、4、5組成的調節(jié)機構對測量工具進行校零,因為指針6始終與水平面平行,校正零位前,量角器7上的0刻度線與副翼弦線1對正,指針所對量角器上的角度值就等于副翼零位時1與水平線2之間的夾角。通過旋轉雙頭螺套4,改變撐桿(3+4+5)的長度,帶動量角器轉動,使量角器上的0刻度線對準指針,如圖2所示。校零后,量角器上的0刻度線將與水平線平行,指針指示為0°。

        圖1 校零前

        圖2 校零后

        利用同位角相等原理,將測量副翼偏轉角轉換成指針在量角器上所指示的角度值,從而直觀的實現(xiàn)了偏轉角的測量。如圖3所示,當副翼上偏到最大位置時(假設副翼在零位時與水平面夾角為5°,副翼上偏最大角為25°),副翼最大偏轉角∠4=∠6+∠7,因線5與線14平行,指針與線5平行,根據(jù)同位角相等原理,所以∠6=∠15,∠7=∠13;又因∠12和∠15都是0刻度線與副翼弦線之間夾角,所以∠12=∠15;最終求得∠4=∠15+∠13=∠12+∠13=∠11=25°,從而直觀的在量角器上讀取副翼的最大上偏角度25°。具體副翼上下偏轉角測量情況如圖4所示。

        圖3 同位角

        如果副翼最大偏轉角度不在規(guī)定范圍內時(25°±1°),可通過調整推拉桿長度或止動螺釘來改變偏轉角度。副翼偏轉角度調整過程中,可利用該測量工具直觀地反映調整情況,使偏轉角能方便快捷地調整到位。同理,以上測量原理也適用于其它舵面、調整片的偏轉角測量,方向舵除外。

        圖4 偏轉角測量

        2 測量工具設計

        2.1 設計要求

        工具設計要求為:①零位校正快捷,測量工具固定可靠;②指針轉動靈活,指示到位后,擺動時間要短;③測量操作方便,精度高,壽命長[3],便于校驗。

        2.2 結構設計

        測量工具結構如圖5所示,通過上下夾板1固定在舵面上,為了防止損傷舵面漆層,并且避免造成舵面的擠壓變形,夾板采用鋁合金板材,并在夾板上粘上毛氈2,增加滑動摩擦系數(shù),防止從舵面上滑落。

        圖5 偏轉角測量工具

        為了適用于各種舵面的測量,夾具的夾角設計為可調,通過旋轉螺帽3進行角度調整,使上下兩夾板之間的夾角與所要測量的舵面形狀匹配。零位校正采用螺桿10、12和雙頭螺套11配合,一側螺桿為正螺紋12,另一側為反螺紋10。順時針轉動螺套 (機頭方向),縮短撐桿,量角器6的零位向上移動;反時針轉動螺套,增長撐桿,量角器的零位向下移動。通過調節(jié)撐桿(10+11+12)的長度,使量角器零度刻度線對準指針7。指針采用不銹鋼制成,指針為直角形,一邊始終與水平面平行,另一邊安裝有鉛墜5,始終垂直于水平面。量角器采用透明塑料材料制成,上面刻有角度線和角度值。在設計中,指針運動靈活是關鍵,為此,將指針固定在一帶滾珠軸承的座子9上,滾珠軸承必須轉動靈活,保證指針始終與水平面平行;將座子和量角器一起安裝在撐桿4上,撐桿固定在夾具上,其軸線與夾具中線對齊,保證測量工具固定在舵面上時,舵面弦線和撐桿軸線在一條線上。

        3 結語

        目前,已利用該測量工具試測了幾架飛機的副翼、襟翼、升降舵及其調整片的偏轉角,與其它測量工具進行了對照驗證,證明了該測量工具測量準確、快捷,舵面調整快速。

        [1] Cessna Aircraft Company.Model 172R/172SMaintenance Manual.Airplane And Dimensions And Specifications[J].Wichita Ks67226 United States:Cessna Aircraft Company,2014(6):10.

        [2] 杜 安.克里津格.飛機系統(tǒng)安全性-軍用及民用航空應用[M].北京:航空工業(yè)出版社,2013.

        [3] 徐 灝.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991.

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