王厲哲 陳軼

【摘 要】本文研究了民用飛機(jī)發(fā)動機(jī)吊具的設(shè)計技術(shù)和驗證技術(shù)，總結(jié)了相關(guān)的技術(shù)要點及注意事項，為相關(guān)設(shè)計和驗證工作提供參考，為民用飛機(jī)動力裝置系統(tǒng)安裝集成設(shè)計提供了支持和技術(shù)積累。

【關(guān)鍵字】民用飛機(jī)；發(fā)動機(jī)吊具；安裝；設(shè)計和驗證

中圖分類號： V216.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）21-0007-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.003

【Abstract】This paper studied the design and verification of civil aircraft engine bootstrap， summarized the key technical points which should be considered. This paper supported the installation integration design of powerplant system of civil aircraft and accumulated the design technology.

【Key words】Civil Aircraft； Engine Bootstrap； Installation； Design and Verification

0 引言

在民用航空業(yè)中，發(fā)動機(jī)吊具作為發(fā)動機(jī)安裝的工具其重要性不容忽視。通常發(fā)動機(jī)供應(yīng)商會向航空公司等用戶提供發(fā)動機(jī)吊具或者指定向國外供應(yīng)商采購發(fā)動機(jī)吊具。隨著國內(nèi)民航事業(yè)的快速發(fā)展，各航空公司機(jī)隊不斷擴(kuò)編，以及國產(chǎn)支線客機(jī)ARJ21和大飛機(jī)C919的逐步加入市場，國內(nèi)各大MRO中心、航空公司和各地機(jī)場對發(fā)動機(jī)吊具的需求也會日益劇增，從國外采購發(fā)動機(jī)吊具并定期送檢的成本也就顯得越來越高。因此從飛機(jī)主制造商角度，自身具備發(fā)動機(jī)吊具的設(shè)計和驗證技術(shù)就顯得格外重要，是民用飛機(jī)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

本文將從發(fā)動機(jī)吊具的設(shè)計技術(shù)和驗證技術(shù)兩方面進(jìn)行介紹和總結(jié)。

1 發(fā)動機(jī)吊具設(shè)計技術(shù)

1.1 發(fā)動機(jī)吊具組成

發(fā)動機(jī)吊具通常是安裝于飛機(jī)吊掛，并連接至發(fā)動機(jī)托架，用于發(fā)動機(jī)的吊裝和拆卸。發(fā)動機(jī)吊具所需具備的功能應(yīng)包括吊點的載荷測量，人工或機(jī)械控制的升降機(jī)構(gòu)。由此發(fā)動機(jī)吊具通常由以下幾大部分組成。

a）一組前梁，通常安裝于吊掛前安裝節(jié)；

b）兩組后梁，通常分別安裝于吊掛兩側(cè)壁板；

c）兩組側(cè)梁，通常用于連接至吊具的前梁和后梁；

d）四組吊具葫蘆（含鏈條），通常連接于側(cè)梁和后梁上的吊點，用于手動或機(jī)械控制發(fā)動機(jī)的升降；

e）四組測力計，用于在整個發(fā)動機(jī)吊裝拆卸過程中，時時監(jiān)控每個吊點的拉力。

1.2 發(fā)動機(jī)吊具接口設(shè)計

在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期，就需要考慮好飛機(jī)吊掛結(jié)構(gòu)和發(fā)動機(jī)吊具的安裝接口，確定好安裝位置、安裝形式、接口尺寸等等。發(fā)動機(jī)與吊掛的安裝接口位于吊掛前后安裝節(jié)，因此在進(jìn)行發(fā)動機(jī)吊具接口設(shè)計時，可以將接口設(shè)計在與吊掛前后安裝節(jié)相同的吊掛主結(jié)構(gòu)上，以保證吊發(fā)過程中的傳力路徑與真實發(fā)動機(jī)安裝狀態(tài)相同，對吊掛結(jié)構(gòu)的載荷相當(dāng)。設(shè)計時還應(yīng)考慮以下方面。

a）吊具與吊掛的連接方式應(yīng)穩(wěn)定牢靠；

b）吊具與吊掛接口的設(shè)計應(yīng)不影響發(fā)動機(jī)與吊掛前后安裝節(jié)的正常連接；

c）吊具接口部件的尺寸精度要求需與吊掛匹配，避免吊具工裝安裝使用時對機(jī)體吊掛結(jié)構(gòu)造成損傷。

1.3 發(fā)動機(jī)吊具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計

a）進(jìn)行有限元建模分析，模擬發(fā)動機(jī)吊裝過程中的邊界條件，包括4個吊點的負(fù)載情況，約束情況等等；

b）負(fù)載應(yīng)同時考慮發(fā)動機(jī)本體的重量和發(fā)動機(jī)托架重量，并依據(jù)重心數(shù)據(jù)，從而將負(fù)載分配至4個吊點；

c）設(shè)計時負(fù)載應(yīng)考慮至少2倍的安全系數(shù)；

d）結(jié)構(gòu)設(shè)計上盡可能減少發(fā)動機(jī)吊具主承力結(jié)構(gòu)部件數(shù)量，減少連接點。

1.4 發(fā)動機(jī)吊具維護(hù)性設(shè)計

a）通過有限元拓?fù)鋬?yōu)化，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時，盡可能減輕發(fā)動機(jī)吊具的重量；

b）應(yīng)考慮吊具拆裝在飛機(jī)吊掛上的可達(dá)性；

c）各部件之間的連接銷建議設(shè)計掛接于吊具主結(jié)構(gòu)上，避免使用時丟失。

1.5 發(fā)動機(jī)吊具檢驗工裝設(shè)計

完成發(fā)動機(jī)吊具設(shè)計后，還需要設(shè)計配套的吊具加載工裝型架，模擬真實的發(fā)動機(jī)吊具安裝形式和安裝接口，模擬發(fā)動機(jī)吊具使用過程中的負(fù)載，以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)吊具的出廠檢驗和航線使用中的定檢需求。設(shè)計時需重點考慮以下幾點。

a）真實模擬飛機(jī)吊掛接口；

b）真實模擬4個發(fā)動機(jī)托架掛鉤接口；

c）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計應(yīng)保證其試驗過程中型架的穩(wěn)定性。

2 發(fā)動機(jī)吊具驗證技術(shù)

在發(fā)動機(jī)吊具完成設(shè)計和制造后，需要對出廠的發(fā)動機(jī)吊具進(jìn)行負(fù)載測試，以驗證設(shè)計保證其可靠性。此外在發(fā)動機(jī)吊具交付用戶之后，航線運營中也需要定期進(jìn)行檢測，以保證使用安全。本文參考MH/T3006-2011《民用航空維修用吊具檢測技術(shù)規(guī)范》[1]，并結(jié)合發(fā)動機(jī)吊具自身特點，總結(jié)出以下發(fā)動機(jī)吊具的驗證技術(shù)。

2.1 檢測實施方

檢測實施方應(yīng)具備相應(yīng)的檢測資格，并能在檢測完成后出具檢測報告。

2.2 檢測工裝

進(jìn)行發(fā)動機(jī)吊具檢測前，需要設(shè)計檢驗工裝，模擬飛機(jī)上的真實狀態(tài)。

2.3 檢測方案

執(zhí)行檢測時應(yīng)至少包含以下幾個方面。

a）首先在檢測前應(yīng)檢查吊具的完整性，檢查吊具的標(biāo)識是否完整、清晰，檢查是否有缺件，是否有磨損、變形、劃傷、松動、斷裂；鋼絲繩是否有斷絲、松股、編結(jié)、收壓；檢查功能是否正常；表面油漆是否完好、包裝箱是否存在破損。

b）按照手冊將發(fā)動機(jī)吊具安裝至測試臺架。

c）檢測時要求4個吊點同步加載，載荷逐漸增加至額定載荷，并按照要求保持一定時間，通常要求保持至少3分鐘；出廠檢測時要求額定載荷為實際載荷的1.5倍，航線定檢要求額定載荷為實際載荷的1.1倍。

d）整個加載測試過程中，需要觀察吊具及實驗臺架是否有異常，如發(fā)現(xiàn)問題立即停止測試。

e）測試完成后對4個吊點進(jìn)行同步卸載。

f）針對所有部件進(jìn)行目視檢查，檢查是否產(chǎn)生裂紋或變形；針對關(guān)鍵部件進(jìn)行尺寸測量，檢查是否發(fā)生變形；如有必要需進(jìn)行無損探傷，檢查結(jié)構(gòu)內(nèi)部情況。

2.4 檢測周期

a）可通過時間控制。通常要求發(fā)動機(jī)吊具每年至少完成一次定檢。

b）也可按照使用次數(shù)控制。通常發(fā)動機(jī)吊具在完成一次定檢后，最多可使用8次，安裝發(fā)動機(jī)及拆卸發(fā)動機(jī)應(yīng)各計一次。

c）通過以上兩種方式同時進(jìn)行控制，任意條件滿足后則需要重新進(jìn)行定檢，以保證發(fā)動機(jī)吊具的使用安全。

3 總結(jié)

本文研究了民用飛機(jī)發(fā)動機(jī)吊具的設(shè)計技術(shù)和驗證技術(shù)，總結(jié)了相關(guān)的技術(shù)要點及注意事項，為相關(guān)設(shè)計和驗證工作提供參考，為民用飛機(jī)動力裝置系統(tǒng)安裝集成設(shè)計提供了支持和技術(shù)積累。

【參考文獻(xiàn)】

[1]MH/T3006-2011，民用航空維修用吊具檢測技術(shù)規(guī)范[S].