飞机高度表天线安装阶差优化改进实践

刘庆杰，王飞虎，陈红卫，刘 辉

(1.成都飞机工业(集团)有限责任公司，四川 成都 610092；2.西南交通大学，四川 成都 611756)

1 引 言

无线电高度表是一种能够给飞机在近地飞行时提供相对地面比较精确高度数据的机载电子设备。某型飞机装有高度表发射天线和接收天线，接收天线安装于机腹前部，高度表发射天线安装于机腹中部。高度表发射天线安装框外表面与机腹蒙皮外形间的安装阶差较小，但高度表接收天线安装框外表面与机腹蒙皮外形间的安装阶差有0.5mm～2.5mm，尽管在设计要求范围内，但相较于高度表发射天线安装情况，仍有改进优化的空间。

本文分析了文献[1-6]的阶差测量及改进方法，从高度表天线结构、安装支架、飞机蒙皮外形、装配工艺等方面分析阶差产生的原因，并对比分析了打磨高度表天线安装框、带应力安装、改进安装支架3种方案的优缺点，决定采用优化安装支架的方案。

2 安装阶差现状

高度表接收天线与飞机机体结构通过6个螺钉固定安装，安装形式见图1，定义航向(机头方向)为前。

图1 高度表接收天线安装示意图

分别选取机身未喷漆2架、机身已喷漆17架，进行安装阶差测量，结果见图2，阶差为负时表示高度表天线凹陷于机腹蒙皮，阶差为正时表示高度表天线凸出于机腹蒙皮。

图2 19架飞机高度表天线安装阶差

通过测量结果可以看出，不同架次的高度表天线6个测量点的安装阶差一致性较好，均为凹陷于机腹蒙皮，且前向阶差最大，左下、右下阶差最小，其余位置介于最大值与最小值之间。

3 原因分析

高度表天线及飞机蒙皮均已定型，重点应考虑其安装过程及安装形式，安装实物图见图3。

图3 高度表天线安装实物图

高度表天线安装面结构为平面，安装支架为自行设计，其安装面亦为平面，但安装面倾斜角度可优化。飞机机腹蒙皮为变斜率的曲面，越向机头方向曲率越大。因此，阶差产生的根本原因为高度表天线外表面为平面，机腹蒙皮表面为变曲率弧面，二者无法实现几何完全配合，故产生了安装阶差。

4 制定改进措施

由于高度表天线整体凹陷于机腹蒙皮内侧，因此应围绕增加垫圈或调高安装支架制定改进措施。

方案一：在安装螺钉处加垫圈，打磨突出于蒙皮的高度表安装框边缘。该方案的优点为可完全消除安装阶差，缺点为操作繁琐且成品互换性低，不建议采用。

方案二：在安装螺钉处加垫圈，带应力安装，即在前、后两个位置加垫，将左右突出于蒙皮的高度表安装框人为带应力压至与蒙皮齐平。选用不同尺寸的垫圈，分3组进行安装测试。第1组：前1.5mm、后0.5mm；第2组：前2.0mm、后0.8mm；第3组：前2.0mm、后0.8mm、左上右上各0.5mm，得到阶差结果见表1。

表1 阶差结果

根据结果可知，加垫可以有效改进原有阶差，但存在安装应力，可能造成成品损伤，不建议采用。

方案三：改进原有高度表安装支架，使支架安装面倾斜一定角度，设计方案见图4。

图4 高度表安装支架改进示意图

采用改进后的高度表安装支架，原有阶差可以得到改善，但左前、右前位置可能凸出于机腹蒙皮外形。考虑到防腐蚀、互换性等因素，对凸出于机腹蒙皮部分的高度表天线不能打磨。因此，设计高度表安装天线安装面的倾斜角度极为关键，应达到正负阶差均匀分布，即将原有凹陷2mm的阶差调整为凸出和凹陷各1mm。

5 实施改进及结果检查

5.1 实施改进

设计单位按不同倾斜角度设计高度表安装支架图纸，工程技术部编发工艺文件，数控加工厂生产零件，装配厂将改进的高度表安装支架装机，检验检测部进行检验。

5.2 结果检查

经装机对比，采用倾斜角度为0.5°的安装支架后，阶差明显改善，结果见表2。

表2 高度表天线安装阶差优化改进结果

原有阶差被分布为正、负阶差，既有凸出于机腹蒙皮外形的，也有凹陷于机腹蒙皮的，阶差最大绝对值控制在1mm内，改进后实物图见图5。

图5 改进安装支架后高度表天线装机实物图

6 结束语

本文针对某型飞机高度表接收天线安装于飞机机腹时，其安装框外平面与机腹蒙皮外表面间存在0.5mm～2.5mm阶差的问题，从高度表天线结构、安装支架、飞机蒙皮外形、装配工艺等方面分析阶差产生原因，对比分析了打磨高度表天线安装框、带应力安装、改进安装支架3种方案的优缺点，决定采用优化安装支架的方案，效果良好，已完成批量改进。