飛機(jī)液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計研究

劉超　魏春生

摘 要：本文對飛機(jī)液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計進(jìn)行研究，給出了當(dāng)前成品安裝支架設(shè)計背景下，設(shè)計主體選擇的建議及支架設(shè)計時需考慮因素，著重介紹支架載荷傳遞形式設(shè)計和固定結(jié)構(gòu)選擇方法，并梳理支架設(shè)計流程。意在促進(jìn)飛機(jī)液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計更加規(guī)范化和流程化，使成品安裝支架設(shè)計符合力學(xué)傳遞理念，重量和成本控制達(dá)到最優(yōu)，設(shè)備安裝更加安全可靠。

關(guān)鍵詞：飛機(jī) 液壓系統(tǒng) 安裝 支架

中圖分類號：TD355 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0019-02

目前，民用飛機(jī)通常利用液壓系統(tǒng)為飛控和起落架等重要系統(tǒng)提供液壓動力源[1]。飛機(jī)液壓系統(tǒng)安裝是否安全可靠，對飛機(jī)的安全飛行起著至關(guān)重要的作用。

飛機(jī)液壓系統(tǒng)安裝設(shè)計是根據(jù)設(shè)計輸入條件，對需求進(jìn)行捕獲及確認(rèn)，按要求規(guī)劃液壓系統(tǒng)總體布置方案，對液壓系統(tǒng)成品件支架、管路敷設(shè)進(jìn)行安裝設(shè)計。本文著重對液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計進(jìn)行研究與探討。

1 液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計

1.1 液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計背景

飛機(jī)在研制過程中，通常將液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計工作交給結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)，但結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對液壓系統(tǒng)要求不了解，導(dǎo)致支架并不能完全適用于液壓系統(tǒng)安裝設(shè)計，而且成品件也在設(shè)計中，時常發(fā)生更改，后期支架設(shè)計協(xié)調(diào)較為繁瑣，不利于保證項目進(jìn)度。因此成品件安裝支架由液壓專業(yè)設(shè)計更為合理，但液壓專業(yè)載荷傳遞設(shè)計能力亟待提高。本文從液壓專業(yè)設(shè)計系統(tǒng)成品件安裝支架角度，對成品件支架設(shè)計進(jìn)行闡述。

1.2 液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計考慮

液壓系統(tǒng)成品件支架設(shè)計考慮諸多因素，除滿足自身液壓系統(tǒng)安裝設(shè)計要求外，還應(yīng)考慮液壓系統(tǒng)總體布置方案要求、周圍環(huán)境參考、自身重量和載荷要求等因素，權(quán)衡利弊，最終設(shè)計出較為完善合理的支架。

1.3 載荷傳遞形式設(shè)計

液壓系統(tǒng)成品件重量通常比較大，產(chǎn)生的載荷對支架連接的結(jié)構(gòu)很可能產(chǎn)生有害的影響，所以液壓成品件支架需設(shè)計良好的傳遞形式。

1.3.1 液壓系統(tǒng)支架載荷傳遞形式設(shè)計

液壓系統(tǒng)成品件安裝支架載荷傳遞形式設(shè)計，按支架承載類型分為面內(nèi)載荷和面外載荷[2]兩種。

面內(nèi)載荷：液壓系統(tǒng)成品件安裝支架承受面內(nèi)載荷是支架設(shè)計的最佳傳遞形式，載荷傳遞效率高，是支架設(shè)計的首選。

面外載荷：液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計時，經(jīng)常會出現(xiàn)支架承受面外載荷情況，這就要求支架設(shè)計出能承載面外載荷的傳力結(jié)構(gòu)特征。比如機(jī)加件通常設(shè)計加強(qiáng)筋、緣條等特征，鈑金件通常設(shè)計彎邊、加強(qiáng)窩和加強(qiáng)槽等結(jié)構(gòu)要素，用于傳遞面外載荷。

1.3.2 液壓系統(tǒng)支架固定結(jié)構(gòu)選擇

液壓系統(tǒng)支架固定的機(jī)身結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)成品件載荷大小及方向選擇，避免成品件各個方向載荷對機(jī)身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害[3]。

機(jī)身內(nèi)部區(qū)域：通常選擇框承受環(huán)向載荷，長桁承受向前和向后方向的載荷。比如液壓艙內(nèi)油箱的支架設(shè)計，將框和長桁作為支架的固定結(jié)構(gòu)，油箱兩側(cè)支架分別與框腹板面連接，拉桿與框和角片連接，如圖1所示。該設(shè)計方案，液壓油箱環(huán)向載荷可過兩側(cè)支架傳遞到框腹板上，框腹板承受面內(nèi)載荷。液壓油箱向前和向后載荷通過拉桿及角片，將該載荷傳遞到長桁腹板面上，使長桁承受面內(nèi)載荷，避免框承載面外載荷，支架載荷傳遞形式設(shè)計合理。

主起整流罩區(qū)域：該區(qū)域為機(jī)身外側(cè)，液壓系統(tǒng)成品通常布置在該區(qū)域，液壓系統(tǒng)成品件支架安裝需要與長桁或框共用緊固件，安裝在蒙皮外側(cè)。對成品件重量較輕，如殼體油濾和優(yōu)先閥等，成品件安裝支架設(shè)計選擇與長桁連接即可。如成品件重量較重，如油箱、電動泵等，成品件安裝支架設(shè)計建議首選與框連接。

1.4 液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計流程梳理

根據(jù)液壓系統(tǒng)成品件安裝支架相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，對液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計流程進(jìn)行初步梳理，如圖2所示。設(shè)計流程概括為：當(dāng)液壓系統(tǒng)初步技術(shù)方案確定后，結(jié)合1.2節(jié)中設(shè)計考慮因素，對成品支架進(jìn)行初步設(shè)計。通過初步強(qiáng)度分析和液壓系統(tǒng)管路初步敷設(shè)安裝驗證后，組織聯(lián)合產(chǎn)品設(shè)計團(tuán)隊（IPDT）進(jìn)行成品安裝支架評審，請各相關(guān)專業(yè)對支架方案進(jìn)行再次評估，充分暴露支架方案中存在的問題，并給出對應(yīng)的解決策略，優(yōu)化支架設(shè)計。最終，經(jīng)強(qiáng)度分析再次確認(rèn)后，液壓系統(tǒng)成品件安裝支架構(gòu)型即可初步確定。

2 結(jié)語

本文對液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計進(jìn)行深入研究，歸納支架設(shè)計中的考慮因素，強(qiáng)化支架設(shè)計過程中載荷傳遞的力學(xué)理念引入，并根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗對液壓系統(tǒng)成品件安裝支架設(shè)計流程進(jìn)行梳理和總結(jié)，對飛機(jī)液壓系統(tǒng)及其它系統(tǒng)的安裝設(shè)計具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 李艷軍.飛機(jī)液壓傳動與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 單輝祖.材料力學(xué)Ⅰ[M].北京：高等教育出版社，2016.

[3] CCAR-25-R4運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].中國民用航空局，2011.