方向舵有关论文范文数据库,与方向舵悬挂的设计相关论文摘要

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0引言

某某型机研制中,在某某台架上进行操纵系统试验时,发现方向舵有下沉现象.这一现象反映在方向舵悬挂支臂与方向舵前缘开口上下间隙偏离,即上间隙小,下间隙大.在飞机结构部件对接装配后,再次出现同样问题.

值得注意的是,当方向舵与其操纵系统相连后,“下沉”消失,方向舵恢复正确位置.这说明方向舵受到操纵系统上顶作用.从“下沉”到“恢复”,从个别到一般,反映出方向舵及其操纵系统,无论是原形机还是改型机,都存在设计问题甚至潜在的隐患.

1方向舵下沉原因

可以肯定地说,方向舵下沉是在自重作用下,由于悬挂支臂刚度太差造成的.方向舵由四个支臂悬挂在垂直尾翼安定面后梁上,支臂通过关节轴承与舵面梁上的接头相连.支臂成为一端固支的悬臂梁,方向舵的重力完全由这四个悬臂梁承担.由于支臂较长,与安定面后梁的固定较弱,支臂截面也不利于承受垂直方向的弯矩,致使在方向舵重力作用下支臂末端产生较大的挠度.虽然新型机方向舵悬挂支臂由原来的三个增加到四个,但由于新型机的方向舵重量大幅度增加,悬挂支臂加长,且截面垂向弯曲刚度未加大,所以下沉量明显增大.

为什么安装操纵系统后,方向舵又恢复其正常位置呢.这是由于方向舵操纵系统的管轴安装是以机体结构为基准的,它要保持正确的安装位置,就必然与下沉的方向舵发生干涉,在管轴上端与方向舵转轴相连时,将方向舵上顶,并使其恢复到正确位置.

方向舵恢复到正确位置,表面上看是好事,实际却存在着隐患.首先,方向舵转轴上端与一径向轴承相连,这种轴承理论上不承受轴向力,实际可以承受很小的轴向力.一旦轴向力较大,轴承内环将脱离外环,致使不能转动或难以转动.第二,方向舵转轴与方向舵结构之间,在四个悬挂交点处没有任何连接可以传递轴向载荷（垂向载荷）,管轴上顶的力不可能由转轴直接传给方向舵.方向舵转轴上还装有其它操纵摇臂以及方向舵偏角限制电动机构.正是这些机构把转轴向上的力拐折地传给方向舵的,即俗话“蹩劲”.这种“蹩劲”对操纵系统是不允许的,不仅会增大摩擦力而且降低系统的可靠性和耐久性.

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2两种设计理念

方向舵承受的载荷按其作用方向分为两大类,一类是垂直于方向舵铰链轴线（即旋转轴线）的力,主要是飞行中舵面偏转引起的气动力；另一类是平行于铰链线的力,主要是飞行、正常着陆和应急着陆中由方向舵质量引起的惯性力.另外,为了避免飞行中操纵面振动引起的支承结构的破坏,各国民用航空适航标准都规定了平行于操纵面铰链线的惯性载荷,对于方向舵过载为24g（g为重力加速度）,设计载荷达到36g.为了使方向舵悬挂系统能承受如此大的垂向载荷,目前有两种设计思路或理念.第一种设计理念是由悬挂系统仅承受前面所说的第一类载荷,即气动载荷.平行于铰链的惯性载荷则由方向舵操纵系统承受.第二种设计理念是由悬挂系统承受全部第一类、第二类载荷.

为了解决方向舵下沉并使其承受36g惯性载荷,某改型机方向舵悬挂系统在方向舵端肋与机身之间加装了支座,用以把方向舵垂向载荷直接传给机身,原有的悬挂支臂只承担气动载荷,从而组成新的悬挂系统.MD-82飞机方向舵悬挂系统采取的是第一种设计理念,操纵方向舵旋转的扭力管不仅属于操纵系统元件,而且承担方向舵的垂向载荷,并把它传给机身.这样使元件得以充