通用飞机舵面偏转角测量工具设计*

杨兆军

(中国民航飞行学院飞机修理厂，四川广汉 618307)

0 引言

在某型飞机上采用了软式操纵系统，这些操纵钢索是由不锈钢钢丝制成，不锈钢钢索优点就是抗腐蚀能力强，但缺点是耐磨性差。近几年，随着飞行时间的增加，多次发生操纵钢索断丝现象，甚至发生过整根钢索断裂故障，为了防止故障的发生，必然需要增加操纵钢索的检查频率。每次在更换完断丝钢索或换季调整张力后，必须检查和调整舵面偏转角度，保证其偏转角度在维护手册［1］要求范围内。过去，长期使用电子角度仪进行测量，每次测量非常不方便，需要花费大量工时，并且操作复杂，不直观。为此，针对该类飞机专门设计了一种专用测量工具，以满足通用飞机操纵舵面偏转角的测量。

1 偏转角测量原理

飞机的舵面偏转角必须在维护手册规定范围内，如果超过范围，将影响飞机的飞行性能，危及到飞行安全［2］。飞机的舵面都有自己的零位，比如副翼的零位是副翼弦线和机翼弦线对齐，所以在测量副翼偏转角时，首先要确认副翼的零位，所要测量的偏转角，就是最大偏转位置与零位之间的夹角。为了具体分析测量原理，笔者以副翼偏转角测量为例进行分析。

在进行副翼测量时，因停放飞机的机库地面可能不完全水平，加之飞机机身、机翼存在一定的仰角，故测量之前需要对测量工具进行校正零位。为此，设计了如图1中的3、4、5组成的调节机构对测量工具进行校零，因为指针6始终与水平面平行，校正零位前，量角器7上的0刻度线与副翼弦线1对正，指针所对量角器上的角度值就等于副翼零位时1与水平线2之间的夹角。通过旋转双头螺套4，改变撑杆(3+4+5)的长度，带动量角器转动，使量角器上的0刻度线对准指针，如图2所示。校零后，量角器上的0刻度线将与水平线平行，指针指示为0°。

图1 校零前

图2 校零后

利用同位角相等原理，将测量副翼偏转角转换成指针在量角器上所指示的角度值，从而直观的实现了偏转角的测量。如图3所示，当副翼上偏到最大位置时(假设副翼在零位时与水平面夹角为5°，副翼上偏最大角为25°)，副翼最大偏转角∠4=∠6+∠7，因线5与线14平行，指针与线5平行，根据同位角相等原理，所以∠6=∠15，∠7=∠13;又因∠12和∠15都是0刻度线与副翼弦线之间夹角，所以∠12=∠15;最终求得∠4=∠15+∠13=∠12+∠13=∠11=25°，从而直观的在量角器上读取副翼的最大上偏角度25°。具体副翼上下偏转角测量情况如图4所示。

图3 同位角

如果副翼最大偏转角度不在规定范围内时(25°±1°)，可通过调整推拉杆长度或止动螺钉来改变偏转角度。副翼偏转角度调整过程中，可利用该测量工具直观地反映调整情况，使偏转角能方便快捷地调整到位。同理，以上测量原理也适用于其它舵面、调整片的偏转角测量，方向舵除外。

图4 偏转角测量

2 测量工具设计

2．1 设计要求

工具设计要求为:①零位校正快捷，测量工具固定可靠;②指针转动灵活，指示到位后，摆动时间要短;③测量操作方便，精度高，寿命长［3］，便于校验。

2．2 结构设计

测量工具结构如图5所示，通过上下夹板1固定在舵面上，为了防止损伤舵面漆层，并且避免造成舵面的挤压变形，夹板采用铝合金板材，并在夹板上粘上毛毡2，增加滑动摩擦系数，防止从舵面上滑落。

图5 偏转角测量工具

为了适用于各种舵面的测量，夹具的夹角设计为可调，通过旋转螺帽3进行角度调整，使上下两夹板之间的夹角与所要测量的舵面形状匹配。零位校正采用螺杆10、12和双头螺套11配合，一侧螺杆为正螺纹12，另一侧为反螺纹10。顺时针转动螺套 (机头方向)，缩短撑杆，量角器6的零位向上移动;反时针转动螺套，增长撑杆，量角器的零位向下移动。通过调节撑杆(10+11+12)的长度，使量角器零度刻度线对准指针7。指针采用不锈钢制成，指针为直角形，一边始终与水平面平行，另一边安装有铅坠5，始终垂直于水平面。量角器采用透明塑料材料制成，上面刻有角度线和角度值。在设计中，指针运动灵活是关键，为此，将指针固定在一带滚珠轴承的座子9上，滚珠轴承必须转动灵活，保证指针始终与水平面平行;将座子和量角器一起安装在撑杆4上，撑杆固定在夹具上，其轴线与夹具中线对齐，保证测量工具固定在舵面上时，舵面弦线和撑杆轴线在一条线上。

3 结语

目前，已利用该测量工具试测了几架飞机的副翼、襟翼、升降舵及其调整片的偏转角，与其它测量工具进行了对照验证，证明了该测量工具测量准确、快捷，舵面调整快速。

［1］ Cessna Aircraft Company．Model 172R/172SMaintenance Manual．Airplane And Dimensions And Specifications［J］．Wichita Ks67226 United States:Cessna Aircraft Company，2014(6):10．

［2］ 杜 安．克里津格．飞机系统安全性－军用及民用航空应用［M］．北京:航空工业出版社，2013．

［3］ 徐 灏．机械设计手册［M］．北京:机械工业出版社，1991．