某型高教機內側前襟與上蒙皮相碰問題故障分析及解決措施

梁云瑞，李文欽，黃新松

（中國人民解放軍海軍駐南昌地區航空軍事代表室，江西南昌，330024）

0 引言

某架飛機在進行飛控通電調整時，前襟正常放下30°再收上時，出現右機翼內側前襟刮蹭上蒙皮，導致上蒙皮部分翻邊上翹，局部出現裂紋，導致整個中間段上蒙皮不能正常使用，具體位置跟缺口尺寸詳見圖1、圖2。后來多架飛機在試飛后也出現同樣問題。對交付批飛機進行問題復查時，發現多架飛機上蒙皮存在摩擦現象。

1 前襟飛控調整原理

1.1 前緣襟翼的組成

圖1翻邊位置

前緣襟翼由左右外側襟翼和左右內側襟翼四塊組成（如圖3所示），每一塊由一套獨立的伺服裝置驅動（1個前緣伺服機構和2個前緣作動筒）內側兩片前緣和外側兩片前緣互相獨立控制，采用雙系統供壓，外側作動筒由第一液壓系統供壓，內側作動筒由第二液壓系統供壓[1]。

1.2 前緣襟翼的控制方式

前緣襟翼分自動控制和手動控制兩種方式：

1）前緣襟翼自動控制時，飛行控制系統根據飛機的馬赫數和攻角自動控制前緣襟翼的偏轉。起飛階段前緣為0°，著陸階段前緣為20°。

圖2翻邊尺寸

圖3右內、外側襟翼

2）在手動控制時，人工通過操作前艙飛行控制盒Ι和后艙飛行控制盒上的前緣襟翼開關實現前緣襟翼的偏轉控制。

1.3 前緣襟翼的調整與測量

為保證飛控系統正常通電時飛機各部件的安全性，飛控上電應先在不供壓的狀態下進行飛控系統通電檢查，檢查各部件是否存在相碰以及影響飛控系統正常上電的故障現象，方法如下：

在保證前緣襟翼能滿足最大收放位置以及和飛機各部位足夠安全間隙的前提下，應用手抬動前襟舵面至收起位置，此時觀察舵面和固定翼面上的蒙皮之間不存在相碰情況。若存在相碰情況，先將前緣襟翼拉桿長度放長2-3圈（每圈長 1.5mm），且以半圈為單位放長拉桿長度 （同一組驅動裝置中的兩根拉桿須同步調節，長度相差不超過1.5mm）。

在飛控系統正常工作的狀態下，通過操縱前艙飛行控制盒Ι（或后艙飛控控制盒）上的“前襟”開關，使前緣襟翼運動數次，再使前緣處于“放下”位置，前緣偏轉至20°。然后操作前艙飛控控制盒Ι（或后艙飛控控制盒）上的“前襟”開關，使前緣處于“收起”位置，測量前緣中立值H。

前緣襟翼在滿足了20°的收放要求時，將進行30°收放的工作試驗[2]。

再如，《書記》篇中引用的“譬九方堙之識駿足，而不知毛色牝牡也。”此處是源自《列子·說符》和《淮南子·道應訓》。句中的“九方堙”，在《列子》中作“九方皋”，講述的是有關于秦穆公讓九方皋尋千里馬的事情：

2 故障分析

2.1 內側前襟與上蒙皮相碰可能原因分析

如圖4所示，內側前襟在展開狀態時，其尾緣條與上蒙皮的理論間隙為1.06mm，如圖5所示，在上蒙皮邊緣有一排鉚釘，使得上蒙皮很容易產生鉚接變形，導致它與尾緣條發生干涉。雖然部裝車間使用外形檢驗卡板檢查上蒙皮的理論外形，但是飛機到總裝后，由于應力釋放以及千斤頂長期支撐機翼的作用力導致上蒙皮局部發生變形，容易與尾緣條干涉。

圖4尾緣條與上蒙皮理論間隙示意圖

圖5蒙皮鉚釘分布示意圖

飛機在進行一系列總裝工作后需進行襟翼收放試驗，首先是襟翼20°收放試驗，通過前襟飛控調整原理可知此時是手動控制的，但在20°收放試驗整個過程中，前襟尾緣條尚未脫離翼面的上蒙皮區域，即使有輕微干涉，由于蒙皮屬鈑金件，比較軟，不容易察覺出來。之后進行襟翼30°收放試驗，此時收放是通過模擬信號控制的。在前襟達到30°時，前襟尾緣條已脫離翼面的上蒙皮區域。而前襟尾緣條尖角所對應的上蒙皮位置處于從寬邊過渡至窄邊的過渡區（如圖4所示），這種結構容易使得尖角處變形，從而造成內側前襟由30°恢復至0°的過程中與上蒙皮相碰。

2.2 內側前襟與上蒙皮相碰故障查找情況

針對上述可能造成內側前襟與上蒙皮相碰的情況，逐條進行了仔細查對，故障查找情況如下。

2.2.1上蒙皮表面制造誤差情況

經過對多架次未裝機的上蒙皮進行復查，上蒙皮表面的制造誤差存在，但均處于誤差范圍內。于是對這批上蒙皮進行裝機跟蹤檢查，發現部裝鉚接后的上蒙皮存在表面不平整的趨勢更大。通過數模仿真可以看出，翼面的上蒙皮與內側前襟的間隙只有1.06mm（如圖4所示），間隙小，前襟在通電調整的狀態下存在振動現象。在這種狀態下，上蒙皮雖不至于向上翻起，但前襟與上蒙皮容易發生摩擦。

因此，可以排除上蒙皮本身制造誤差造成前襟與上蒙皮相碰現象，但裝機后的上蒙皮表面不平整會對前襟與上蒙皮的活動間隙產生影響，容易發生摩擦現象。

2.2.2上蒙皮應力變形情況

飛機在長時間放置過程中，機翼被千斤頂頂起，工作人員在翼面工作，由于千斤頂向上的力和工作人員向下的力相互作用，都可能使上蒙皮產生應力應變。因為上蒙皮是鈑金成型，是由軟材料形成的。經過對多架次裝有上蒙皮且長時間放置的飛機進行復查，發現部分上蒙皮表面確實存在形變，這樣很容易使得前襟與上蒙皮的活動間隙小，在通電調整時與上蒙皮產生摩擦。

從上述原因可以看出，由于內應力的相互傳遞，容易使向下的上蒙皮向上翹起，從而造成前襟與上蒙皮的活動間隙小，產生摩擦現象，但該問題并不普遍，也不會引起上蒙皮向上翻起現象。

2.2.3上蒙皮邊緣結構問題

如圖6所示，靠近機翼端的蒙皮為寬邊，中間段蒙皮為窄邊，中間蒙皮的尖角正好處于寬邊至窄邊的圓滑過渡區，由于蒙皮材料原因，此處尖角容易向上翹起，加之飛機前緣襟翼裝配和制造誤差，在前襟收上時，內側前襟邊緣的頂角容易進入過渡區，造成中間段蒙皮向上翻起。對多架次飛機中間蒙皮的尖角進行復查，發現大部分架次飛機此尖角處確實存在相干涉情況，只是沒有引起上蒙皮向上翻起現象。

從以上情況可以看出，中間段蒙皮結構對內側前襟相碰問題有很大影響。

圖6寬邊、窄邊示意圖

3 解決措施

1)針對上蒙皮表面制造誤差和應力變形情況，可以從蒙皮的裝配、調整、檢查整個過程進行全面控制，主要措施如下：

在嚴格控制上蒙皮制造誤差的同時，應對裝機后的上蒙皮進行表面質量檢查，表面不平處應通過木榔頭手工敲打至平，嚴禁使用鋼鐵制品工具進行敲打。

在連接前襟拉桿前，操作人員應手動推起放下前緣襟翼，確保無干涉再連接拉桿進行下一步調整。

2)針對上蒙皮邊緣結構問題，可以通過如下措施進行改善：

通過增長寬蒙皮、縮短窄蒙皮或者縮短寬蒙皮、增長短蒙皮的方式，使內、外襟的分界線處于寬蒙皮或者窄蒙皮上，這樣內襟的頂角可以錯開窄蒙皮的尖角。

將窄蒙皮的尖角處增加一段距離彎邊 （如圖7所示），這樣可以將此處尖角發生轉移，避免內側前襟頂角與尖角發生相碰，內側前襟頂角就可以圓滑過渡收起。

圖7窄蒙皮增加彎邊示意圖

4 結語

前緣襟翼的作用就是干擾氣流分離時間，避免飛機的失速。在大迎角飛行時，機翼上表面前緣產生氣流分離，最大升力系數大大降低。大迎角飛行時放下前緣襟翼，一方面可減小前緣與相對氣流之間的角度，使氣流能夠平順的沿上翼面流過，一方面也增大了翼切面的彎度。這樣氣流分離能夠延緩而且最大升力系數和臨界迎角也得到提高。所以保證前緣襟翼的正常收放對飛機飛行至關重要。為保證前緣襟翼在空中能夠正常收放，不與上蒙皮發生干涉或相碰現象，在零件制造、裝配、調整、檢查方面應引起注意。

通過上述措施，可以從根本上減少前襟與上蒙皮發生干涉或者相碰現象，這樣保證了前緣襟翼的正常收放，有利于飛機的可操作性，提高了飛機飛行的安全性。