某型飞机机翼液压管路优化设计与分析

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1、某型飞机机翼液压管路优化设计与分析AnalysisandOptimizeDesignofHydraulicTubinginWingofamypeofAircraft■夏鹤鸣周昌明韩定邦／上海飞机设计研究院摘要：针对某支线飞机试飞过程中机翼液压管路的故障问题展开分析研究，给出了排除故障的办法，对这部分管路进行了优化设计，并对相似机型的管路设计进行了对比分析，提出了机翼后缘导管设计的注意事项。关键词：超临界机翼：液压管路设计：优化；后缘布置Keywords：supercriticalwing：hydraulictubing：optim

2、ization；trailingedge0引言液压能源系统具有比功率大、响应速度快及抗负载刚性大等特点Ⅲ，为飞控系统、起落架系统以及反推力系统等负载提供动力源，并实现其相应的功能，是飞机的二次能源之一【2】。该系统在保证飞机的飞行安全方面占有着非常重要的地位9J。现代民用飞机机翼设计逐渐向超薄翼型发展，越来越多的飞机采用超临界翼型，这给液压管路系统在机翼上的布置带来困难HI。我国自行研制的某新型支线客机采用了先进的超临界翼型。该型飞机液压系统由三套相互独立的分系统组成，机翼部分布置有三套系统的液压管路。机翼液压管路的设计关系到管路

3、制造、现场安装的难易程度，关系到与结构及其他系统配置的合理性，更涉及安全问题等。本文针对该型飞机机翼液压管路故障问题展开了分析优化，并就机翼管路的布置提出了一些注意事项。1故障现象某型飞机试飞中，航后检查发现右机翼多功能扰流板下部整流蒙皮处有油迹，经进一步检查发现扰流板作动器在收放过程中与作动器的回油管路相碰，48I熙黝簏褫熙如图1所示。图1导管干涉实物图2问题定位针对上述情况，基于作动器包络面数模及导管数模进行空间分析，确定导致最小间隙的位置。同时，对所有试飞飞机进行机上间隙检查，发现该扰流板处作动器在收放过程中与作动器的回油管

4、路之间出现个别位置间隙较小情况；对周边结构及飞控作动器的安装进行检查，证明安装正确t对导管进行检查，证明导管的制造合格。说明该处导管损伤的主要原因是，扰流板在收放过程中，作动器凸台与导管的擦碰引起导管被挤压。3故障原因分析针对导管故障，从设计、工艺、管理等多角度进行分析，试图从中找出解决问题的关键原因。3．1机一后缘空间有限该飞机机翼采用新一代超临界翼型，机翼较薄，机翼后缘高度小、深度浅。同时，机翼后缘空间被结构隔板、多功能扰流板作动器、襟翼作动器分割，空间较小、结构复杂。机翼变形时，各系统的变形不同步，管线、扭力杆、作动器以及结

5、构之间的间隙变化不均匀，容易出现局部间隙变小的情况。3．2机一后缘布局涉及系统较多机翼区域布局涉及飞控系统作动器、襟翼作动器、扭力杆等运动件，电气系统的机载电缆、试飞电缆，液压系统压力与回油管路，燃油系统管路及部件，以及襟翼和子翼等。因此，空间布局十分紧张，液压系统管路的布局需要综合考虑其他各相关系统的布置，可能经过多次协调才能达到最优布置。3．3设计规范与工艺要求不统一设计文件对运动件的导管间隙要求是，导管由卡箍固定在结构或其他刚性零件上，卡箍附近导管与结构之间至少留有数的间隙，卡箍处至少要有x的间隙。相对运动的相邻零件之间，在

6、最不利的情况下至少应有h的间隙。而工艺文件并没有落实设计要求，对导管间隙的要求仍沿用了旧的工艺要求，与设计文件相比降低了对间隙的要求，客观上增加了故障风险。3．4扰流板作动器在收放过程中存在运动包络面襟翼放下、扰流板打开到最大位置时，作动器与后梁间的距离间隔最小。现场取样没有考虑到运动件的包络面，没有在最小空间内进行导管的取样。3．5导管布■的有效空间不够导管在机翼后缘要穿过结构框、绕过作动器、避开电气线缆等，需要经常改变走向以适应空间需求。而在导管改变走向处，容易出现最小间隔，使导管布置的有效空间得不到保证。3．6工艺误差分析1

7、)导管制造能力有限由于现有的弯管机在加工导管时弯曲半径和最小直线段是固定的，弯管间的最小间距较大，使导管的走向受限。在设计狭小空间处的管路时，此问题尤为突出。2)系统安装误差与其他零件相区别，导管的安装精度较低，且容易形成累积误差。而机翼中的导管数量多且较长，再加上机翼空间相对狭小，更加凸显了安装累积误差问题。因此对导管的安装精度提出了更高要求，实际工作中应考虑采用夹具来提高安装精度。4解决办法目前机翼结构已经完成了静力试验，飞机基本定型，飞控作动器和高升力作动器也已经完成了鉴定试验，此时更改结构将带来巨大影响。在无法增大结构空间

8、的情况下，解决上述间隙问题的方法只能是尽可能协调各相关系统，为导管节省出空间。1)要求制造方将设计要求落实到制造安装规范文件中，提高间隙要求。在空间特别复杂、狭小处，在无法满足设计规范要求时，在导管取样时要求首先保证其与运动件的间隙要求，其次满足其