飞机发动机操纵钢索的特点和安装方法

2016-06-12撰文罗海勇

中国机械 2016年2期

关键词：滑轮组钢索滑轮

撰文/罗海勇

■中航通飞华南飞机工业有限公司

飞机发动机操纵钢索的特点和安装方法

撰文/罗海勇

■中航通飞华南飞机工业有限公司

随着航空技术飞速发展，飞机发动机操纵系统的传动方式也随着产生了多样化的发展，新的操纵钢索形式也被大胆应用，文章主要介绍了飞机上常用的两种操纵钢索形式和特点，并分析了两种操纵钢索的安装方法的优点和缺点。飞机操纵；钢索特点；安装方法

With the rapid development of aviation technology, the aircraft engine control system of transmission mode is produced with the development of diversified and new control cable form has also been bold application. This article mainly introduces the aircraft commonly used two kind of cable of the form and characteristics, and analyzes the advantages and disadvantages of the cable assembly method .Aircraft control； Cable characteristics；Assembly method

随着国家经济的快速发展，我国航空产业也进入了加速发展的阶段，极大的促进了飞机制造技术的发展，飞机操纵系统的操纵方式也随之带来了多样化的发展，各飞机制造商根据飞机的技术特性也选用了多种操纵形式，不同的操纵钢索形式，势必对安装方法提出了不同的要求，因此有必要对不同操纵钢索的选用和安装方法进行比较分析，从而选择适合飞机特性的操纵钢索形式。

1飞机发动机操纵钢索的两种典型样式

1.1操纵钢丝绳（Cable for control）

钢丝绳是用多根或多股细钢丝拧成的挠性绳索，钢丝绳是由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。飞机操纵钢索按照加工材料可分为碳钢钢索和不锈钢钢索，飞机操纵钢索一般选用不锈钢钢丝绳。按钢索直径常见为1/16”，3/32”，1/8”，5/32”，3/16”，1/4”等，但是飞机主操作系统（副翼、方向舵、升降舵）不允许采用直径小于1/8”的钢索，按钢索的规格和型号分为7×7,7×19,7×31,6×31四种规格[1]，飞机操纵钢索多采用7×19这种规格,代表性的有国内的运8飞机，见图1。

图1飞机操纵钢丝绳的截面示意图

1.2推拉钢索（Push-pull cable）

推拉钢索材料全部选用不锈钢材料，以法国CBA公司推拉钢索CBA Flexball standard为例，推拉钢索力的传动是通过内轨道利用滚珠的转动在滑轨上前后移动进行，滚珠和滑轨通过不锈钢外蒙皮缠绕包裹。国内几款大型飞机发动机操纵都采用的推拉钢索。推拉钢索结构见图2。

图2 推拉钢索示意图

2操纵钢丝绳和推拉钢索的特点

发动机操纵系统是飞机总装过程中一个非常重要的系统，影响到飞行安全。中型和大型飞机（例如运8和TA600）的发动机基本上都采用四发的布局，同时由于翼展一般都超过30m，从飞机机头操纵台到发动机的距离都超过20m，操纵力的传递须良好的传递到发动机油门杆处，确保飞机的安全。

2.1操纵钢丝绳的优点

2.1.1钢丝绳能够传递长距离的负载；

2.1.2钢丝绳能够承受多种载荷及变载荷的作用；

2.1.3钢丝绳具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗疲劳强度和抗冲击韧性，不易出现骤然断裂;

2.1.4钢丝绳在高速工作条件下，耐磨、抗震、运转稳定性好；

2.1.5钢丝绳的耐腐蚀性好，能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作；

2.1.6钢丝绳的柔软性能好，适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途；

2.1.7钢丝绳的承载安全系数大，使用安全可靠；

2.1.8钢丝绳的自重轻；

2.1.9钢丝绳的价格低廉（AG300操纵钢索长度约10m长，价格约70美元）

2.2操纵钢丝绳的缺点

2.2.1钢丝绳安装时，要求滑轮组件安装位置精确，否则容易出现操纵摩擦力过大，安装难度大，若与其他部件发生干涉，很难进行调整。

2.2.2钢丝绳虽不易出现骤然断裂，但容易出现断丝，特别是在滑轮转角处，断裂的钢丝绳可能出现卡滞，影响飞机发动机操纵从而威胁飞行安全。见图3

图3 典型的断丝部位

2.2.3钢丝绳张紧力受环境温度影响，张紧力会产生变化，需定期进行检查、调整。

2.2.4对发动机操纵来说，钢丝绳只能后拉，不能前推。增大油门和减小油门需要两个钢索来实现，需要更多的支架和滑轮支座。

2.2.5为保证滑轮组件的精确定位，需要在部装或总装阶段增加大量的定位工装，费用相对较高

2.3推拉钢索的优点

2.3.1推拉钢索能够传递长距离的负载；

2.3.2推拉钢索由于刚性较好，控制精确

2.3.3推拉钢索耐腐蚀性好，能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作；

2.3.4推拉钢索可同时承受拉力和推力，对发动机油门控制只需一根钢索，减少了工作量；

2.3.5推拉钢索对安装位置的精度要求低，与其他部件发生干涉时，在保证最小折弯半径的基础上可随意进行调整，对间隙要求低；

2.3.6推拉钢索安装无需安装滑轮组件等，只需普通卡箍即可进行安装；

2.3.7推拉钢索的安装位置精度对操纵摩擦力基本无影响，力的传递靠推拉钢索内部的内轨道；

2.3.8推拉钢索无需定期进行张紧力的校准；

2.3.9钢丝绳的承载安全系数大，使用安全可靠；不容易出现断裂

2.4推拉钢索的缺点

2.4.1推拉钢索价格比钢丝绳高（某大型飞机的推拉钢索长度约10m,价格约2700欧元），约为不锈钢钢丝绳的40倍价格）；

2.4.2推拉钢索支架无需精确的工装进行定位安装；

2.4.3由于结构的不同，钢索质量比钢丝绳重一些。

3两种型式钢索的安装方法

3.1 操纵钢丝绳

3.1.1 首先在飞机机体上按设计图纸要求对滑轮组件的安装位置进行定位，一般钢索中心线与滑轮槽中心线不重合度允许1°～2°；不允许钢索与滑轮轮缘有摩擦；见图4

图4 操纵钢丝绳和滑轮支座的典型安装

滑轮组件的安装精度直接影响后续操纵钢索的调整、摩擦力的大小等关键环节，因此需用工装严格定位进行装配；

3.1.2 连接钢索的松紧螺套，拧紧后，接头的螺纹部分露出松紧螺套外不应大于3扣；按设计技术要求将钢索张紧力调整到合格为止。

3.1.3 用锁针（MS21256系列）对松紧螺套进行锁紧保险（若锁针插入松紧螺套的别针槽内受阻，则应拆卸松紧螺套并清理别针槽）。

3.2 推拉钢索的安装

3.2.1 发动机操纵台与推拉钢索的典型连接

a）通过螺纹连接将连接器固定到发动机操纵台上，然后将钢索末端插入发动机操纵台末端槽中，见图5

图5 钢索末端与发动机操纵台齿条的连接　b）将钢索末端推入连接器内　C）拧紧螺母锁紧，并进行保险，

见图6

图6 锁紧螺母进行锁紧后保险

3.2.2 推拉钢索之间的典型连接

推拉钢索之间连接步骤，见图7：

图7 推拉钢索之间的典型连接

a）将一段钢索的末端插入到另一段钢索钢索末端的槽中；

b）将一端推入到另一端钢索内；

c）拧紧锁紧螺母，并打保险。

3.2.3 推拉钢索与结构的典型固定方式，安装无需精确定位，满足一般公差即可，见图8.

图8 推拉钢索与结构的典型固定方式

4小型、中型、大型飞机发动机的操纵特点

4.1小型飞机发动机的操纵特点

飞机体积偏小，一般长度约为10-15m，发动机操纵台至发动机的距离较短（AG300飞机的距离约2.5m），机头驾驶舱处空间比较狭小，且此类飞机发动机自身的油门控制多采用推拉钢索，油门控制角度（行程）比较小，需要更精确的进行油门控制等。

4.2 中型或大型飞机发动机的操纵特点

机体较大，长度一般都超多35m，发动机操纵台至发动机的距离都超多20m，空间较为充足；飞机发动机的控制可通过控制盒或其他结构来适应推拉钢索或钢丝绳的控制要求。但中型或大型飞机由于距离远，若采用钢丝绳进行控制，需要大量的滑轮支座和双操纵钢丝绳，结构复杂。操纵力的传递影响因素更多，需要在部装阶段申请专用工装对滑轮支座进行定位。若摩擦力过大，排除故障比较困难。