某型高教机内侧前襟与上蒙皮相碰问题故障分析及解决措施

梁云瑞，李文钦，黄新松

（中国人民解放军海军驻南昌地区航空军事代表室，江西南昌，330024）

0 引言

某架飞机在进行飞控通电调整时，前襟正常放下30°再收上时，出现右机翼内侧前襟刮蹭上蒙皮，导致上蒙皮部分翻边上翘，局部出现裂纹，导致整个中间段上蒙皮不能正常使用，具体位置跟缺口尺寸详见图1、图2。后来多架飞机在试飞后也出现同样问题。对交付批飞机进行问题复查时，发现多架飞机上蒙皮存在摩擦现象。

1 前襟飞控调整原理

1.1 前缘襟翼的组成

图1翻边位置

前缘襟翼由左右外侧襟翼和左右内侧襟翼四块组成（如图3所示），每一块由一套独立的伺服装置驱动（1个前缘伺服机构和2个前缘作动筒）内侧两片前缘和外侧两片前缘互相独立控制，采用双系统供压，外侧作动筒由第一液压系统供压，内侧作动筒由第二液压系统供压[1]。

1.2 前缘襟翼的控制方式

前缘襟翼分自动控制和手动控制两种方式：

1）前缘襟翼自动控制时，飞行控制系统根据飞机的马赫数和攻角自动控制前缘襟翼的偏转。起飞阶段前缘为0°，着陆阶段前缘为20°。

图2翻边尺寸

图3右内、外侧襟翼

2）在手动控制时，人工通过操作前舱飞行控制盒Ι和后舱飞行控制盒上的前缘襟翼开关实现前缘襟翼的偏转控制。

1.3 前缘襟翼的调整与测量

为保证飞控系统正常通电时飞机各部件的安全性，飞控上电应先在不供压的状态下进行飞控系统通电检查，检查各部件是否存在相碰以及影响飞控系统正常上电的故障现象，方法如下：

在保证前缘襟翼能满足最大收放位置以及和飞机各部位足够安全间隙的前提下，应用手抬动前襟舵面至收起位置，此时观察舵面和固定翼面上的蒙皮之间不存在相碰情况。若存在相碰情况，先将前缘襟翼拉杆长度放长2-3圈（每圈长 1.5mm），且以半圈为单位放长拉杆长度 （同一组驱动装置中的两根拉杆须同步调节，长度相差不超过1.5mm）。

在飞控系统正常工作的状态下，通过操纵前舱飞行控制盒Ι（或后舱飞控控制盒）上的“前襟”开关，使前缘襟翼运动数次，再使前缘处于“放下”位置，前缘偏转至20°。然后操作前舱飞控控制盒Ι（或后舱飞控控制盒）上的“前襟”开关，使前缘处于“收起”位置，测量前缘中立值H。

前缘襟翼在满足了20°的收放要求时，将进行30°收放的工作试验[2]。

再如，《书记》篇中引用的“譬九方堙之识骏足，而不知毛色牝牡也。”此处是源自《列子·说符》和《淮南子·道应训》。句中的“九方堙”，在《列子》中作“九方皋”，讲述的是有关于秦穆公让九方皋寻千里马的事情：

2 故障分析

2.1 内侧前襟与上蒙皮相碰可能原因分析

如图4所示，内侧前襟在展开状态时，其尾缘条与上蒙皮的理论间隙为1.06mm，如图5所示，在上蒙皮边缘有一排铆钉，使得上蒙皮很容易产生铆接变形，导致它与尾缘条发生干涉。虽然部装车间使用外形检验卡板检查上蒙皮的理论外形，但是飞机到总装后，由于应力释放以及千斤顶长期支撑机翼的作用力导致上蒙皮局部发生变形，容易与尾缘条干涉。

图4尾缘条与上蒙皮理论间隙示意图

图5蒙皮铆钉分布示意图

飞机在进行一系列总装工作后需进行襟翼收放试验，首先是襟翼20°收放试验，通过前襟飞控调整原理可知此时是手动控制的，但在20°收放试验整个过程中，前襟尾缘条尚未脱离翼面的上蒙皮区域，即使有轻微干涉，由于蒙皮属钣金件，比较软，不容易察觉出来。之后进行襟翼30°收放试验，此时收放是通过模拟信号控制的。在前襟达到30°时，前襟尾缘条已脱离翼面的上蒙皮区域。而前襟尾缘条尖角所对应的上蒙皮位置处于从宽边过渡至窄边的过渡区（如图4所示），这种结构容易使得尖角处变形，从而造成内侧前襟由30°恢复至0°的过程中与上蒙皮相碰。

2.2 内侧前襟与上蒙皮相碰故障查找情况

针对上述可能造成内侧前襟与上蒙皮相碰的情况，逐条进行了仔细查对，故障查找情况如下。

2.2.1上蒙皮表面制造误差情况

经过对多架次未装机的上蒙皮进行复查，上蒙皮表面的制造误差存在，但均处于误差范围内。于是对这批上蒙皮进行装机跟踪检查，发现部装铆接后的上蒙皮存在表面不平整的趋势更大。通过数模仿真可以看出，翼面的上蒙皮与内侧前襟的间隙只有1.06mm（如图4所示），间隙小，前襟在通电调整的状态下存在振动现象。在这种状态下，上蒙皮虽不至于向上翻起，但前襟与上蒙皮容易发生摩擦。

因此，可以排除上蒙皮本身制造误差造成前襟与上蒙皮相碰现象，但装机后的上蒙皮表面不平整会对前襟与上蒙皮的活动间隙产生影响，容易发生摩擦现象。

2.2.2上蒙皮应力变形情况

飞机在长时间放置过程中，机翼被千斤顶顶起，工作人员在翼面工作，由于千斤顶向上的力和工作人员向下的力相互作用，都可能使上蒙皮产生应力应变。因为上蒙皮是钣金成型，是由软材料形成的。经过对多架次装有上蒙皮且长时间放置的飞机进行复查，发现部分上蒙皮表面确实存在形变，这样很容易使得前襟与上蒙皮的活动间隙小，在通电调整时与上蒙皮产生摩擦。

从上述原因可以看出，由于内应力的相互传递，容易使向下的上蒙皮向上翘起，从而造成前襟与上蒙皮的活动间隙小，产生摩擦现象，但该问题并不普遍，也不会引起上蒙皮向上翻起现象。

2.2.3上蒙皮边缘结构问题

如图6所示，靠近机翼端的蒙皮为宽边，中间段蒙皮为窄边，中间蒙皮的尖角正好处于宽边至窄边的圆滑过渡区，由于蒙皮材料原因，此处尖角容易向上翘起，加之飞机前缘襟翼装配和制造误差，在前襟收上时，内侧前襟边缘的顶角容易进入过渡区，造成中间段蒙皮向上翻起。对多架次飞机中间蒙皮的尖角进行复查，发现大部分架次飞机此尖角处确实存在相干涉情况，只是没有引起上蒙皮向上翻起现象。

从以上情况可以看出，中间段蒙皮结构对内侧前襟相碰问题有很大影响。

图6宽边、窄边示意图

3 解决措施

1)针对上蒙皮表面制造误差和应力变形情况，可以从蒙皮的装配、调整、检查整个过程进行全面控制，主要措施如下：

在严格控制上蒙皮制造误差的同时，应对装机后的上蒙皮进行表面质量检查，表面不平处应通过木榔头手工敲打至平，严禁使用钢铁制品工具进行敲打。

在连接前襟拉杆前，操作人员应手动推起放下前缘襟翼，确保无干涉再连接拉杆进行下一步调整。

2)针对上蒙皮边缘结构问题，可以通过如下措施进行改善：

通过增长宽蒙皮、缩短窄蒙皮或者缩短宽蒙皮、增长短蒙皮的方式，使内、外襟的分界线处于宽蒙皮或者窄蒙皮上，这样内襟的顶角可以错开窄蒙皮的尖角。

将窄蒙皮的尖角处增加一段距离弯边 （如图7所示），这样可以将此处尖角发生转移，避免内侧前襟顶角与尖角发生相碰，内侧前襟顶角就可以圆滑过渡收起。

图7窄蒙皮增加弯边示意图

4 结语

前缘襟翼的作用就是干扰气流分离时间，避免飞机的失速。在大迎角飞行时，机翼上表面前缘产生气流分离，最大升力系数大大降低。大迎角飞行时放下前缘襟翼，一方面可减小前缘与相对气流之间的角度，使气流能够平顺的沿上翼面流过，一方面也增大了翼切面的弯度。这样气流分离能够延缓而且最大升力系数和临界迎角也得到提高。所以保证前缘襟翼的正常收放对飞机飞行至关重要。为保证前缘襟翼在空中能够正常收放，不与上蒙皮发生干涉或相碰现象，在零件制造、装配、调整、检查方面应引起注意。

通过上述措施，可以从根本上减少前襟与上蒙皮发生干涉或者相碰现象，这样保证了前缘襟翼的正常收放，有利于飞机的可操作性，提高了飞机飞行的安全性。