■ 蔣琳 劉建波 張敏 盧小勇 劉闊/石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司

0 引言

駕駛桿手柄是飛行控制系統(tǒng)的最重要組成部分,飛行員通過操縱位于座艙內(nèi)的駕駛桿和腳蹬,產(chǎn)生控制飛機(jī)的縱向、橫向和航向機(jī)械位移操縱指令,實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)飛行姿態(tài)的控制。駕駛桿上的模態(tài)切斷開關(guān)用于切除飛機(jī)的自動(dòng)駕駛模態(tài),轉(zhuǎn)為飛行員操縱模態(tài)。模態(tài)切斷開關(guān)由壓板控制,壓板由兩個(gè)耳片支撐固定,一旦斷裂將造成修復(fù)困難,整體換新將造成修理成本巨大,且器材供應(yīng)無法保障。

1 修復(fù)與實(shí)施

1.1 概述

接收維修時(shí)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)駕駛桿上固定模態(tài)切斷開關(guān)壓板的兩個(gè)耳片變形,在整形后用鉚釘HB6350?2.5×16重新鉚接駕駛桿手柄上的模態(tài)切斷開關(guān)壓板時(shí),變形的耳片受力折斷（見圖1）。

產(chǎn)品如果整體換新,新品單價(jià)5.5萬元,且無法保證供應(yīng)。換新將導(dǎo)致修理成本激增,生產(chǎn)周期無法保證。因此,制定新的修復(fù)方案勢(shì)在必行。

1.2 原因分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查和分析,發(fā)現(xiàn)以下情況 ：

1） 由接收檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)耳片已變形,可知在產(chǎn)品出廠時(shí)固定耳片已因鉚接造成變形。

2）手柄上安裝模態(tài)切斷開關(guān)壓板的位置狹小,非常不利于鉚釘HB6350?2.5×16的鉚接工作。

3） 手柄材料是鑄鋁（ZL101-T4）,塑性差,耳片單片厚度僅為3mm,鉚接時(shí)稍有不慎耳片就易折斷。

圖1 駕駛桿耳片折斷與正常對(duì)比圖

1.3 修復(fù)方案

手柄材料是鑄鋁ZL101-T,焊接性不好,如果采用焊接的方法,耳片焊接后手柄變形大,按鈕安裝孔將無法使用。因此,根據(jù)手柄的外形結(jié)構(gòu),采用不銹鋼板（材料為1Cr18Ni9Ti、厚度為0.8mm）制作一個(gè)加強(qiáng)支臂（見圖2）,利用固定卡箍上的一個(gè)螺釘GJB122.6.1 M3×5將加強(qiáng)片平面固定,然后在手柄的下部鉆2個(gè)M3螺釘孔,用三個(gè)螺釘（GJB122.6.1 M3×5）將加強(qiáng)片固定在手柄上。

1.4 耳片受力分析

圖2 不銹鋼加強(qiáng)片

經(jīng)查壓板圖樣,壓板鉚釘孔中心到手指按壓處的距離是45mm,到按鈕的距離是15mm。手指按壓按鈕的力約8N,根據(jù)杠桿原理,作用在鉚釘孔處的力約16N（見圖3）。

1.5 耳片加強(qiáng)后強(qiáng)度計(jì)算

1） 加強(qiáng)片鉚釘孔的抗拉強(qiáng)度（見圖4）

根據(jù)GJB2295A-2006標(biāo)準(zhǔn),冷軋不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）的抗拉強(qiáng)度值（σb）為540N/mm2；鉚釘孔的受力面邊距3mm,2個(gè)受力面為6mm,左右2個(gè)加強(qiáng)片,厚度為0.8mm,總受力面積為9.6mm2。

加強(qiáng)片的抗拉力為：

9.6mm2×540N/mm2=5184 N

2） 加強(qiáng)片鉚釘孔的抗剪強(qiáng)度（見圖5）材料（1Cr18Ni9Ti）的剪切強(qiáng)度為：τb=0.6σb=0.6×540N/mm2

=324 N/mm2

兩片加強(qiáng)片孔邊承受鉚釘剪力的面積為：4 mm×0.8mm=3.2mm2

2個(gè)加強(qiáng)片共4個(gè)剪切面承受鉚釘剪力,剪切面積為：3.2mm2×4=12.8mm2

加強(qiáng)片所承受的剪力為：

324N/mm2×12.8mm2=4147.2N

通過計(jì)算得知,4147.2N遠(yuǎn)大于16 N,所以完全滿足使用要求。

圖3 耳片受力分析

圖4 加強(qiáng)片鉚釘孔的受力圖

圖5 加強(qiáng)片鉚釘孔抗剪切力受力圖

圖6 加強(qiáng)片與耳片、壓板配合狀態(tài)

1.6 加強(qiáng)片裝配

1） 耳片固定

加強(qiáng)片制作完成后,為防止耳片存在活動(dòng)間隙,可用XM-18膠將折斷的耳片粘接在加強(qiáng)片上,待膠固化后將壓板鉚接在加強(qiáng)片上（見圖6）。

2） 加強(qiáng)片的裝配

a） 將加強(qiáng)片與卡箍共用1個(gè)螺釘孔處用銼刀修一個(gè)下線槽,保證加強(qiáng)片與卡箍安裝后保持齊平（見圖7）。

b）將加強(qiáng)片與手柄用螺釘GJB122.6.1 M3×5固定在一起,裝配前螺釘螺紋處涂H04-2紅色磁漆防松（參見圖8）。

圖7 安裝后配合應(yīng)齊平

2 實(shí)物驗(yàn)證

2.1 理論分析

1） 通過受力分析,用不銹鋼加強(qiáng)后,加強(qiáng)片所承受的抗拉力為5184N,所承受的剪力為4147.2N,能夠滿足操縱壓板使用。

2） 采用不銹鋼加強(qiáng)片加強(qiáng),可保證手柄不變形,優(yōu)于焊接。

3） 采用加強(qiáng)片加強(qiáng),設(shè)計(jì)巧妙,不影響手柄的整體美觀。

圖8 加強(qiáng)片與手柄配裝后狀態(tài)

2.2 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

在正常使用情況下,采用16N的5倍即80N的力對(duì)加強(qiáng)片進(jìn)行連續(xù)1小時(shí)的受力驗(yàn)證,加強(qiáng)片無變形和斷裂現(xiàn)象,滿足設(shè)計(jì)使用要求。

[1] 謝會(huì)宣等.鈑金工藝學(xué)[M].航空工業(yè)技工教材編審委員會(huì),1983.

[2] 張棟.失效分析[M].北京:國防工業(yè)出版社,2013.

[3] 盧永吉,王遠(yuǎn)達(dá),侯健軍.機(jī)維修體制發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].飛機(jī)設(shè)計(jì),2008,28(4):73-76.