民用飞机机翼液压管路维修性等关键问题研究

杨化龙

【摘 要】本文结合实际型号设计工作，针对民用飞机机翼区域液压管路设计中的维修性设计、电搭接设计等关键技术问题进行了探讨，为民用飞机液压系统设计提供借鉴。

【关键词】液压系统；管路安装；维修性；电搭接

0 引言

民用飞机液压系统为飞机上液压用户提供安全可靠的液压能源，其主要液压用户有：飞行操纵、起落架收放、前轮转弯、机轮刹车、发动机反推力等，其中机翼区域布置有大量的连接飞行操作用户的液压管路。在满足液压用户需求的基础上，如何在有限的空间内实现液压系统管路布置安装的合理性、可靠性及维修性，是民用飞机液压系统管路设计的重要问题。本文基于型号设计实践，对管路布置安装、维修性、电搭接设计等关键问题进行探究。

1 关键问题研究

1.1 布置安装原则

机翼区域管路布置应遵循以下原则：

（1）管路的布置应能满足液压能源系统的总体设计方案及功能的要求，同时应考虑区域内其他系统的布置情况；

（2）各套系统导管之间应尽量隔离，三套系统不能并存；

（3）管材的选用与使用环境相适应，机翼区域大变形、大应力的特点应重点关注；

（4）管路分段要合理，不能过短，过长等；

（5）管路连接件应具有优异的密封性能、耐疲劳、抗震动等；

（6）尽量采用永久性接头，尽量减少接头数量，接头附近应有支撑；

（7）管路连接应采用防差错设计，如错开接头位置或使用不同规格的接头，使得任何错误安装都不可能发生；

（8）导管和结构及其他系统管路、元件之间应保持足够的间隙；

（9）具有较好的维修性，满足CCAR25.611可达性要求；

（10）满足闪电防护的要求，相应航条款为25.581。

1.2 管路维修性设计

维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能力。

维修性分析：通过应用预计、核查、验证和评估等技术，确定应该采取的维修性设计措施、评价维修性要求实现程度所进行的工作。

可达性：能够接近设备或部件进行检查、修理、更换或保养的相对容易程度。它包括两个方面的需求：能接触到某个项目以便检查和测试；为检查、修理或更换所需要的空间。

维修性定性分析主要包括：可达性、互换性、标准化、模块化、防差错设计、识别标志设计、维修安全设计、检测诊断设计、维修人素工程设计、维修口盖设计等。液压系统管路维修性设计、评估时主要考虑了以下问题：

（1）管路尽量布置在维护口盖附近；

（2）接头是否布置在可达性较好的位置；

（3）需要进行维修的区域，是否为维修人员、维修设备和工具提供了足够的空间；

（4）与同一区域燃油管路的布置协调。

图1 维修性、可达性检查

根据翼盒区域管路的布置和维护口盖的分布情况，对翼盒管路分区域进行了维修性定性设计分析，并通过人机工效模型进行了模拟操作。设计实现管路具有较好的维修性，可视、可达，维修工具操作空间足够，由于该区域燃油管路较多，维修时存在需要拆卸部分燃油管路的情况。图1为翼盒各区域的维修性人机模型模拟情况。

1.3 电搭接与异电位防护设计

电搭接是指在两金属物体之间建立一条供电流流动的低阻抗通路，防止它们之间产生电磁干扰电平，也是保护人身安全防电击以及提供静电防护、雷电防护、等的必要措施，直接影响飞机的安全和性能。相应航条款为25.581（闪电防护）。

机翼燃油箱内液压管不允许用搭接线进行电搭接，翼盒区域管路采用过框接头进行搭接，搭接距离要求为6英尺，搭接电阻小于10毫欧。液压管路穿出前后梁等典型的干、湿分离区采用带三角法兰的过框接头实现搭接功能，该方式主要通过法兰和结构的接触面来实现搭接功能。

电搭接设计过程中，经常会遇到在电解质溶液环境下的异电位防护问题，机翼翼盒区域就是该类型的典型区域，在采用过框接头进行电搭接时，钢质的过框接头和铝材的结构本体之间存在异电位防护的问题，需要解决该问题。

电解质溶液环境下，电搭接、腐蚀都存在的情况下，防止腐蚀的方法：主要有减小腐蚀和杜绝腐蚀两种思路。

减小腐蚀：在腐蚀不可避免的情况下，应将腐蚀控制在可替换的区域，如垫圈、搭接线及隔离物等，而不能是结构本体等一、二级部分。

杜绝腐蚀：主要有三种方法：

（1）电镀的方法；

（2）在导电材料之间密封减少接触面积之间的潮湿环境；

（3）当阴极材料相对于阳极材料较小时，可以直接搭接。

搭接材料的选择：

（1）搭接材料之间不跨组别过大，越接近腐蚀趋势越小，特别是越活泼越容易腐蚀，所以应尽量选择靠后的材料作为搭接物；

（2）阳极以减小自身结构来应对腐蚀，阴极没有。

为了防止该区域过框接头与肋和前后梁之间的腐蚀问题，设计采用在两者之间加装导电性能较好的铝垫片来减小腐蚀，控制在可替换的区域，对结构本体起到了保护作用。

2 结论

本文针对民用飞机液压系统机翼区域液压系统管路安装设计的实践，可以为当前民用飞机液压系统设计提供借鉴。复合材料机翼和区域液压系统是未来的发展趋势，需要行业人员开展技术储备和实践工作。

【参考文献】

[1]《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册[S].航空工业出版社，2001.

[责任编辑：王楠]