某型飛機(jī)副翼吻合性超差原因分析及改進(jìn)措施

許磊，張斌，楊陽(yáng)，向業(yè)

(1.中國(guó)人民解放軍駐320廠軍事代表室，江西，南昌330024；2.航空工業(yè)洪都，江西南昌330024)

某型飛機(jī)副翼吻合性超差原因分析及改進(jìn)措施

許磊1，張斌1，楊陽(yáng)2，向業(yè)1

(1.中國(guó)人民解放軍駐320廠軍事代表室，江西，南昌330024；2.航空工業(yè)洪都，江西南昌330024)

針對(duì)某型飛機(jī)機(jī)翼吻合性超差的問題，從副翼的檢查數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)、制造過程及下壁板成型等方面分析了其根本原因，提出了改進(jìn)措施，并對(duì)改進(jìn)措施進(jìn)行了效果評(píng)估，結(jié)果表明，該措施能夠大幅降低超差。

副翼；超差；改進(jìn)措施

0 引言

某型飛機(jī)進(jìn)行副翼安裝后的外形檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)多架次飛機(jī)出現(xiàn)副翼下翼面前緣與機(jī)翼下壁板后緣間隙超差的情況，問題突出，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至飛行安全，亟待解決。為減少并避免類似故障再次發(fā)生，對(duì)副翼下翼面前緣與機(jī)翼下壁板后緣間隙超差問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析，制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

1 原因分析

1.1 數(shù)據(jù)分析

針對(duì)副翼下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣間隙超差的情況，對(duì)副翼制造和安裝的過程進(jìn)行了分析，初步預(yù)估問題原因?yàn)楦币硗庑纹钶^大所引起。為驗(yàn)證分析情況，制定了副翼外形數(shù)據(jù)測(cè)量的方法：

1）利用副翼檢驗(yàn)架檢查復(fù)材階段副翼外形偏差；

2）在部裝安裝后，按照復(fù)材檢驗(yàn)外形的位置檢查副翼下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣的間隙。在檢查時(shí)，對(duì)-30°、0°、30°三個(gè)角度按照1A肋、2B肋、2C肋、2D肋、3B肋、3C肋、3D肋、3E肋附近的8處檢查位置對(duì)副翼下翼面前緣與壁板后緣間隙進(jìn)行檢查，如圖1所示。

1.1.1 復(fù)材數(shù)據(jù)分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的副翼裝配后的檢驗(yàn)架檢查數(shù)據(jù)，繪制了對(duì)比圖。從圖2、圖3中可以看出，在副翼8個(gè)肋檢查的數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，說明副翼外形制造存在一定的偏差，且副翼制造后整體數(shù)據(jù)超差情況較多，超差點(diǎn)位占到了41.3%。

1.1.2 部裝數(shù)據(jù)分析

根據(jù)統(tǒng)計(jì)的副翼安裝后的外形檢查數(shù)據(jù)，繪制了對(duì)比圖。從圖4、圖5中可以看出，在副翼8個(gè)肋檢查的數(shù)據(jù)波動(dòng)較小，說明副翼安裝后，通過機(jī)翼下壁板預(yù)留工藝余量的方式，可以補(bǔ)償復(fù)材副翼制造的偏差，將原來副翼制造外形超差率由41.3%降至4%。通過機(jī)翼下壁板預(yù)留工藝余量的方式，可以對(duì)副翼下翼面前緣與機(jī)翼下壁板間隙進(jìn)行一定的控制，但是不能完全消除制造誤差。

通過復(fù)材和部裝數(shù)據(jù)的對(duì)比，可知復(fù)材副翼制造存在一定偏差，同時(shí)復(fù)材制造的外形偏差對(duì)部裝安裝后檢查數(shù)據(jù)的影響較大。

1.2 副翼制造過程分析

副翼是由副翼后段、副翼接頭、前緣隔板和前緣蒙皮等組成的，其中副翼后段為復(fù)材結(jié)構(gòu)，由骨架、蒙皮、蜂窩進(jìn)行膠接共固化成型。副翼后段下壁板上帶有與機(jī)翼配合的前緣部位，當(dāng)副翼后段共固化成型后，副翼后段會(huì)出現(xiàn)翹曲的情況（如圖6），導(dǎo)致下翼面前緣外形的展向方向變形，對(duì)副翼安裝后的下翼面前緣與機(jī)翼壁板的間隙造成影響。

同時(shí)，在共固化后，在副翼下壁板上開出接頭安裝位置的缺口（如圖7），由于缺口位置破壞了下壁板的結(jié)構(gòu)，釋放應(yīng)力造成前緣外形的展向和航向的變形。

1.3 結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)外形檢查數(shù)據(jù)，副翼下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣間隙超差通常出現(xiàn)在3懸掛接頭位置，這是因?yàn)樵诶碚撋显撎幫庑未嬖谝粋€(gè)斜角（如圖8），當(dāng)副翼位置處于30°時(shí)，間隙檢查的位置處于斜角部位，而斜角位置與機(jī)翼壁板理論間隙超出了外形檢查的要求，造成副翼前緣與機(jī)翼壁板的間隙超差。

1.4 副翼下壁板成型分析

通過副翼后段的結(jié)構(gòu)可以得知，副翼下翼面前緣是直接與副翼下壁板共同鋪貼而成的。下壁板成型后即形成了前緣的外形。下壁板為復(fù)材結(jié)構(gòu)，通過壁板成型模鋪貼而成。下壁板成型時(shí)，由于零件變形會(huì)造成下壁板前緣部位出現(xiàn)一定的偏差。變形形式包括：展向變形和航向變形（如圖9、圖10）。同時(shí)，副翼后段共固化時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生變形，影響下壁板前緣的外形。

2 改進(jìn)措施

2.1 副翼后段變形

針對(duì)副翼后段共固化后中部位置出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象，在進(jìn)行共固化時(shí)，副翼后段成型采取了反變形的工藝（如圖11）。由于變形趨勢(shì)較為穩(wěn)定，均是中間位置向上翼面方向偏差，副翼后段共固化前，在成型模具的兩端貼一定厚度的脫模布，使副翼后段兩端在定位狀態(tài)下向上翹曲。當(dāng)共固化成型后，中間部位也向上翹曲，與兩端的定位翹曲進(jìn)行中和，從而使副翼后段整體的變形偏差減小（如圖12）。

2.2 斜角位置外形控制

由以上分析可以得知，當(dāng)副翼處于30°時(shí)，檢查的位置處于斜角部位，斜角位置與機(jī)翼壁板理論間隙超出外形檢查要求，從而造成副翼前緣與機(jī)翼壁板的間隙超差。

因?yàn)樾苯俏恢檬菫楸ＷC3懸掛交點(diǎn)通條安裝的，因此不能取消。為保證副翼安裝后斜角位置不出現(xiàn)外形超差的情況，在副翼下壁板成型后，不在復(fù)材制造過程中對(duì)斜角位置進(jìn)行切除，保留工藝余量，在部裝安裝副翼時(shí)，由部裝修配余量。

2.3 前緣外形控制

下壁板成型、副翼后段共固化和前緣位置開出缺口均會(huì)造成前緣外形的偏差。由于變形都是難以通過反變形或者調(diào)整成型方式解決，因此，采用了下壁板前緣外形縮小，再根據(jù)外形檢查的數(shù)據(jù)涂膠的方式進(jìn)行補(bǔ)償。

副翼下翼面壁板成型時(shí)，通過在壁板成型模具上加墊（鋪貼脫模布）的方法，將下壁板R角外形縮小0.4mm～1.0mm，縮小區(qū)域見圖13。其中從R角頂點(diǎn)位置起15mm長(zhǎng)度內(nèi)外形縮小0.5mm；15mm至25mm范圍內(nèi)均勻過渡至理論外形。

在副翼裝配完成后，利用外形檢驗(yàn)架進(jìn)行副翼下翼面前緣外形的檢查。檢查數(shù)據(jù)如不能滿足工藝要求，須對(duì)存在偏差的位置進(jìn)行補(bǔ)膠（補(bǔ)膠厚度不超過1mm），并記錄補(bǔ)膠位置和厚度。

2.4 副翼制造控制

根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以得到，復(fù)材制造外形偏差在各肋之間偏差不超過±0.5mm，單個(gè)肋板檢查位置在各個(gè)角度檢查的數(shù)據(jù)不超過±0.5mm時(shí)，部裝在安裝副翼時(shí)通過壁板預(yù)留工藝余量的方法是能夠彌補(bǔ)的，不會(huì)造成檢查數(shù)據(jù)的超差情況。因此提出以下副翼制造檢查要求：

1）每一個(gè)肋板在3個(gè)角度的間隙檢查數(shù)據(jù)偏差不超過±0.5mm；

2）2B肋、2C肋、2D肋在同一角度的間隙檢查數(shù)據(jù)偏差不超過±0.5mm；

3）3B肋、3C肋、3D肋、3E肋在同一角度的間隙檢查數(shù)據(jù)偏差不超過±0.5mm。

4）檢查后，如存在局部外形偏差，允許在設(shè)計(jì)技術(shù)要求的外形偏差范圍內(nèi)，通過補(bǔ)膠等工藝方法進(jìn)行修正。

3 效果評(píng)估

3.1 改進(jìn)后復(fù)材數(shù)據(jù)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)改進(jìn)后的副翼裝配后的檢驗(yàn)架檢查數(shù)據(jù)，繪制了對(duì)比圖。由圖14、圖15可知：改進(jìn)后的復(fù)材數(shù)據(jù)曲線較改進(jìn)前的有所改善，數(shù)據(jù)均向工藝要求的中值點(diǎn)靠攏，副翼自身的外形偏差減小，復(fù)材數(shù)據(jù)曲線基本都能夠在理論公差的范圍內(nèi)，且標(biāo)準(zhǔn)差較小，控制情況穩(wěn)定；副翼前緣外形數(shù)據(jù)點(diǎn)位超差情況減少，從改進(jìn)前的41.3%下降至10.4%。

3.2 改進(jìn)后部裝數(shù)據(jù)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)改進(jìn)后的副翼安裝后的外形檢查數(shù)據(jù)，繪制了對(duì)比圖。由圖16、圖17可知：改進(jìn)后的部裝數(shù)據(jù)曲線都較改進(jìn)前的有所改善，改進(jìn)后的部裝數(shù)據(jù)曲線基本都能夠處在理論公差的范圍內(nèi)，且標(biāo)準(zhǔn)差較小，控制情況穩(wěn)定；改進(jìn)后副翼前緣間隙數(shù)據(jù)點(diǎn)位超差情況減少，從改進(jìn)前4%下降至0%。

3.3 總體效果評(píng)估

通過改進(jìn)前后數(shù)據(jù)的對(duì)比分析可知，采用副翼后段共固化反變形、下壁板前緣縮小外形根據(jù)檢驗(yàn)架檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行涂膠補(bǔ)償和部裝機(jī)翼壁板預(yù)留余量的工藝方法，副翼制造外形數(shù)據(jù)和副翼安裝后間隙檢查數(shù)據(jù)均大幅改善。其中副翼外形數(shù)據(jù)雖然不能完全控制在理論公差的范圍內(nèi)，存在點(diǎn)位超差，但是整體的外形數(shù)據(jù)控制穩(wěn)定，通過部裝對(duì)機(jī)翼壁板余量修配，能夠有效對(duì)復(fù)材的外形偏差進(jìn)行補(bǔ)償，裝配后不會(huì)出現(xiàn)副翼下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣間隙超差的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

副翼下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣間隙要求是影響副翼吻合性的重要因素，而副翼制造外形控制情況直接影響副翼安裝后下翼面前緣與機(jī)翼壁板后緣間隙能否滿足技術(shù)要求。本文對(duì)超差進(jìn)行了系統(tǒng)的原因分析，采取了針對(duì)性的改進(jìn)措施，并通過了驗(yàn)證，該措施可為后續(xù)副翼制造及其裝配提供參考。

[1]航空制造工程手冊(cè)總編委會(huì).航空制造工程手冊(cè)非金屬結(jié)構(gòu)件工藝[M].北京：航空工業(yè)出版社,1996.

[2]飛行設(shè)計(jì)手冊(cè)總編委會(huì).飛行設(shè)計(jì)手冊(cè)·第10冊(cè)[M].北京：航空工業(yè)出版社,2000.

Aileron Fitness Out-tolerance Cause Analysis of One Certain Type of Aircraft and Improvement Measures

Xu Lei,Zhang Bin,Yang Yang,Xiang Ye
(1.PLA resident representative office in 320 Factory,Nanchang,Jiangxi,330024；2.A災(zāi)IC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi 330024)

Aiming at the problem that of fitness out-lolerance of a certain type of aircraft wing,the root cause is analyzed in terms of aileron check data,structure,manufacturing process,lower panel forming etc.Improvement measures are put forward and its effect is assessed,and the assessment result shows that such measures can lower the exceeded tolerance considerably.

Aileron；Out-of tolerance；Improvement measures

2017-00-00）

>>>作者簡(jiǎn)介 許磊，男，1981年10月出生，2009年畢業(yè)于空軍工程大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事航空裝備質(zhì)量管理工作。