某型飞机副翼吻合性超差原因分析及改进措施

许磊，张斌，杨阳，向业

(1.中国人民解放军驻320厂军事代表室，江西，南昌330024；2.航空工业洪都，江西南昌330024)

某型飞机副翼吻合性超差原因分析及改进措施

许磊1，张斌1，杨阳2，向业1

(1.中国人民解放军驻320厂军事代表室，江西，南昌330024；2.航空工业洪都，江西南昌330024)

针对某型飞机机翼吻合性超差的问题，从副翼的检查数据、结构、制造过程及下壁板成型等方面分析了其根本原因，提出了改进措施，并对改进措施进行了效果评估，结果表明，该措施能够大幅降低超差。

副翼；超差；改进措施

0 引言

某型飞机进行副翼安装后的外形检查时，发现多架次飞机出现副翼下翼面前缘与机翼下壁板后缘间隙超差的情况，问题突出，影响产品质量，甚至飞行安全，亟待解决。为减少并避免类似故障再次发生，对副翼下翼面前缘与机翼下壁板后缘间隙超差问题进行了系统分析，制定了相应的改进措施。

1 原因分析

1.1 数据分析

针对副翼下翼面前缘与机翼壁板后缘间隙超差的情况，对副翼制造和安装的过程进行了分析，初步预估问题原因为副翼外形偏差较大所引起。为验证分析情况，制定了副翼外形数据测量的方法：

1）利用副翼检验架检查复材阶段副翼外形偏差；

2）在部装安装后，按照复材检验外形的位置检查副翼下翼面前缘与机翼壁板后缘的间隙。在检查时，对-30°、0°、30°三个角度按照1A肋、2B肋、2C肋、2D肋、3B肋、3C肋、3D肋、3E肋附近的8处检查位置对副翼下翼面前缘与壁板后缘间隙进行检查，如图1所示。

1.1.1 复材数据分析

根据统计的副翼装配后的检验架检查数据，绘制了对比图。从图2、图3中可以看出，在副翼8个肋检查的数据波动较大，说明副翼外形制造存在一定的偏差，且副翼制造后整体数据超差情况较多，超差点位占到了41.3%。

1.1.2 部装数据分析

根据统计的副翼安装后的外形检查数据，绘制了对比图。从图4、图5中可以看出，在副翼8个肋检查的数据波动较小，说明副翼安装后，通过机翼下壁板预留工艺余量的方式，可以补偿复材副翼制造的偏差，将原来副翼制造外形超差率由41.3%降至4%。通过机翼下壁板预留工艺余量的方式，可以对副翼下翼面前缘与机翼下壁板间隙进行一定的控制，但是不能完全消除制造误差。

通过复材和部装数据的对比，可知复材副翼制造存在一定偏差，同时复材制造的外形偏差对部装安装后检查数据的影响较大。

1.2 副翼制造过程分析

副翼是由副翼后段、副翼接头、前缘隔板和前缘蒙皮等组成的，其中副翼后段为复材结构，由骨架、蒙皮、蜂窝进行胶接共固化成型。副翼后段下壁板上带有与机翼配合的前缘部位，当副翼后段共固化成型后，副翼后段会出现翘曲的情况（如图6），导致下翼面前缘外形的展向方向变形，对副翼安装后的下翼面前缘与机翼壁板的间隙造成影响。

同时，在共固化后，在副翼下壁板上开出接头安装位置的缺口（如图7），由于缺口位置破坏了下壁板的结构，释放应力造成前缘外形的展向和航向的变形。

1.3 结构分析

根据外形检查数据，副翼下翼面前缘与机翼壁板后缘间隙超差通常出现在3悬挂接头位置，这是因为在理论上该处外形存在一个斜角（如图8），当副翼位置处于30°时，间隙检查的位置处于斜角部位，而斜角位置与机翼壁板理论间隙超出了外形检查的要求，造成副翼前缘与机翼壁板的间隙超差。

1.4 副翼下壁板成型分析

通过副翼后段的结构可以得知，副翼下翼面前缘是直接与副翼下壁板共同铺贴而成的。下壁板成型后即形成了前缘的外形。下壁板为复材结构，通过壁板成型模铺贴而成。下壁板成型时，由于零件变形会造成下壁板前缘部位出现一定的偏差。变形形式包括：展向变形和航向变形（如图9、图10）。同时，副翼后段共固化时，还会产生变形，影响下壁板前缘的外形。

2 改进措施

2.1 副翼后段变形

针对副翼后段共固化后中部位置出现翘曲现象，在进行共固化时，副翼后段成型采取了反变形的工艺（如图11）。由于变形趋势较为稳定，均是中间位置向上翼面方向偏差，副翼后段共固化前，在成型模具的两端贴一定厚度的脱模布，使副翼后段两端在定位状态下向上翘曲。当共固化成型后，中间部位也向上翘曲，与两端的定位翘曲进行中和，从而使副翼后段整体的变形偏差减小（如图12）。

2.2 斜角位置外形控制

由以上分析可以得知，当副翼处于30°时，检查的位置处于斜角部位，斜角位置与机翼壁板理论间隙超出外形检查要求，从而造成副翼前缘与机翼壁板的间隙超差。

因为斜角位置是为保证3悬挂交点通条安装的，因此不能取消。为保证副翼安装后斜角位置不出现外形超差的情况，在副翼下壁板成型后，不在复材制造过程中对斜角位置进行切除，保留工艺余量，在部装安装副翼时，由部装修配余量。

2.3 前缘外形控制

下壁板成型、副翼后段共固化和前缘位置开出缺口均会造成前缘外形的偏差。由于变形都是难以通过反变形或者调整成型方式解决，因此，采用了下壁板前缘外形缩小，再根据外形检查的数据涂胶的方式进行补偿。

副翼下翼面壁板成型时，通过在壁板成型模具上加垫（铺贴脱模布）的方法，将下壁板R角外形缩小0.4mm～1.0mm，缩小区域见图13。其中从R角顶点位置起15mm长度内外形缩小0.5mm；15mm至25mm范围内均匀过渡至理论外形。

在副翼装配完成后，利用外形检验架进行副翼下翼面前缘外形的检查。检查数据如不能满足工艺要求，须对存在偏差的位置进行补胶（补胶厚度不超过1mm），并记录补胶位置和厚度。

2.4 副翼制造控制

根据测量的数据统计可以得到，复材制造外形偏差在各肋之间偏差不超过±0.5mm，单个肋板检查位置在各个角度检查的数据不超过±0.5mm时，部装在安装副翼时通过壁板预留工艺余量的方法是能够弥补的，不会造成检查数据的超差情况。因此提出以下副翼制造检查要求：

1）每一个肋板在3个角度的间隙检查数据偏差不超过±0.5mm；

2）2B肋、2C肋、2D肋在同一角度的间隙检查数据偏差不超过±0.5mm；

3）3B肋、3C肋、3D肋、3E肋在同一角度的间隙检查数据偏差不超过±0.5mm。

4）检查后，如存在局部外形偏差，允许在设计技术要求的外形偏差范围内，通过补胶等工艺方法进行修正。

3 效果评估

3.1 改进后复材数据

根据统计改进后的副翼装配后的检验架检查数据，绘制了对比图。由图14、图15可知：改进后的复材数据曲线较改进前的有所改善，数据均向工艺要求的中值点靠拢，副翼自身的外形偏差减小，复材数据曲线基本都能够在理论公差的范围内，且标准差较小，控制情况稳定；副翼前缘外形数据点位超差情况减少，从改进前的41.3%下降至10.4%。

3.2 改进后部装数据

根据统计改进后的副翼安装后的外形检查数据，绘制了对比图。由图16、图17可知：改进后的部装数据曲线都较改进前的有所改善，改进后的部装数据曲线基本都能够处在理论公差的范围内，且标准差较小，控制情况稳定；改进后副翼前缘间隙数据点位超差情况减少，从改进前4%下降至0%。

3.3 总体效果评估

通过改进前后数据的对比分析可知，采用副翼后段共固化反变形、下壁板前缘缩小外形根据检验架检查数据进行涂胶补偿和部装机翼壁板预留余量的工艺方法，副翼制造外形数据和副翼安装后间隙检查数据均大幅改善。其中副翼外形数据虽然不能完全控制在理论公差的范围内，存在点位超差，但是整体的外形数据控制稳定，通过部装对机翼壁板余量修配，能够有效对复材的外形偏差进行补偿，装配后不会出现副翼下翼面前缘与机翼壁板后缘间隙超差的情况。

4 结语

副翼下翼面前缘与机翼壁板后缘间隙要求是影响副翼吻合性的重要因素，而副翼制造外形控制情况直接影响副翼安装后下翼面前缘与机翼壁板后缘间隙能否满足技术要求。本文对超差进行了系统的原因分析，采取了针对性的改进措施，并通过了验证，该措施可为后续副翼制造及其装配提供参考。

[1]航空制造工程手册总编委会.航空制造工程手册非金属结构件工艺[M].北京：航空工业出版社,1996.

[2]飞行设计手册总编委会.飞行设计手册·第10册[M].北京：航空工业出版社,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灾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）

>>>作者简介 许磊，男，1981年10月出生，2009年毕业于空军工程大学，工程师，现从事航空装备质量管理工作。