刁春涛

摘 要：高平尾结构具有气动干扰小、省油、操纵方便的优点，国内外支线飞机常采用这种结构。该文基于某型飞机高平尾结构在制造和装配过程中产生的典型制造偏离，分析了不同制造偏离的工程处置技术，供设计人员和制造人员参考，以提高产品质量。

关键词：平尾 制造偏离 工程处置

中图分类号：V22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0086-01

国内外短航程先进支线飞机常采用高平尾结构，高平尾可以避开前面机翼和发动机等产生的强大气流干扰，获得更高的气动效率，甚至平尾的面积都可以做的比低平尾更小一些。随着我国支线飞机订单数量的增加，对支线飞机质量的要求也越来越高，对高平尾结构的制造、装配和偏离处理的要求也相应的提高。该文基于某型飞机高平尾结构在制造和装配过程中产生的典型制造偏离，分析了不同制造偏离的处置技术，供设计人员和制造人员参考。

1 高平尾结构介绍

高平尾结构常用3个点铰接在垂直安定面的顶上，后面2点为轴承的铰链点，轴承中心连接线构成平尾旋转轴，前面1点通过螺旋驱动器操纵平尾绕旋转轴上下偏转。平尾主要情况下产生负升力，弯矩使下翼面受压，上翼面受拉。升降舵和外伸段所受的力、力矩传递至中央盒段，最终以集中支反力的形式传至与垂尾对接的铰链点上。

平尾典型结构由中央盒段、左右外伸段、左右升降舵等组成。升降舵与外伸段通过铰链接头连接，左右外伸段与中央盒段采用梳状对接形式连接。

2 制造偏离类型及工程处置

由于某些零件制造工艺尚不成熟、平尾翼根整流罩设计难度较大，在支架、长桁、肋、缘条、接头等的制造尺寸、升降舵前缘与水平安定面间隙阶差、平尾翼根整流罩与垂尾间隙等方面容易产生制造偏离[1]。目前平尾在制造工艺性和结构维修性等方面还有待改善。

在制造过程中会产生各种各样的偏离。设计人员需对这些偏离进行处理，保证飞机的安全。常见偏离如下。

2.1 表面损伤

平尾上的表面损伤常有小切口、划伤、凹坑、腐蚀等。表面损伤一般是由于数控机床摆角过程中刀具碰到零件、或者搬运图中被金属件碰到、或者未按工艺规范对零件进行保护等。工程处置常用措施是，在强度可接受的情况下，打磨损伤部位，打磨时不能加深现有深度，打磨半径足够大，打磨后表面粗糙度需满足要求，对表面需做防腐保护处理。必要时对损伤部位进行裂纹渗透检查，判断是否合格。对于表面损伤特别严重的，或者表面特征是关键特征的，有时经强度评估建议报废零件。

2.2 孔径或孔位超差

孔径或孔位超差是指零件上孔的大小或者孔的位置不符合图纸要求。孔径或孔位超差常出现在后梁转轴接头、支架、平尾翼根整流罩、可卸前缘、升降舵盒段组件、升降舵悬挂支架等。孔径或孔位超差一般是由于制造人为因数或管理因素、制造工艺方法不成熟所引起。针对孔径超差，工程处置一般可采用加大紧固件或者加衬套处理；针对升降舵悬挂支架减轻孔和支架电搭接孔孔位超差，工程处置一般评估对强度和功能是否有影响。

2.3 尺寸超差

尺寸超差是指零件制造完成后，某一尺寸与图纸尺寸不符合。尺寸超差常出现在支架、升降舵后缘、长桁、肋、缘条、接头、压印孔处。尺寸超差一般是由于材料变形、制造工艺方法不成熟、制造人为因数或管理因素等所引起的。针对材料变形、厚度超差，工程处置一般是请结构、强度甚至总体气动专业一起评估，如果对强度和总体气动影响工程可接受，在装配时也不会引起短边距，并且不影响使用功能，即原样使用；针对制造人为因数或管理因素使零件尺寸变短，经评估如能使用，一般需对多余倒角处锐边倒圆，保证表面粗糙度，如评估影响产品强度和使用功能，做报废处理。

2.4 短边距

短边距是装配过程中常出现的问题之一。一般边距小于两倍孔径或小于设计图纸上所要求的边距就称为短边距。短边距可能使结构产生两种形式的破坏，当短边距紧固件的受载方向与结构边缘方向垂直时，可能沿紧固件传递载荷方向剪坏；当结构所受载荷方向与短边距相关边缘平行时，可能产生静拉伸破坏或疲劳破坏。短边距常出现在平尾翼根整流罩、水平安定面上。短边距一般是由于制造工艺方法不成熟、制造人为因数或管理因素所引起。

针对这些短边距，工程处置首先进行受力分析，确定有可能发生剪坏还是拉坏或者兼而有之[2]。

（1）如果有剪坏的可能，应提供新的传力路线。

（2）如果有拉坏的可能，应视不同情况选择不同方法：如果位于非疲劳危险区，一般边距大于1.5D即可接受；如果边距小于1D，工程一般不可接受，应将此短边距孔锉修掉，然后采取补救加强措施；如果边距在1D到1.5D之间，应将邻近紧固件作加大处理，或者采用加强板，或者提供新的传力路线。

2.5 装配间隙超差

装配间隙超差是指零组件在装配过程中，存在的间隙不符合图纸要求。装配间隙超差常出现在壁板与梁缘条之间、平尾翼根整流罩与垂尾之间等。装配间隙超差一般是由于制造工艺方法不成熟、设计方案不成熟所引起。针对壁板与梁缘条装配间隙，工程处置一般对壁板零件进行校形，达到理论外形，消除间隙；针对平尾翼根整流罩与垂尾装配间隙，由于设计方案不成熟以及垂尾翼尖整流罩为曲面产生，设计应通过修改平尾翼根整流罩构型、防磨条材料、垫片高度等来使设计构型更合理。

2.6 外形超差

升降舵吊装于水平安定面后，容易出现升降舵前缘与水平安定面后缘蒙皮阶差和间隙不符合规定要求的情况。此类超差一般是由于装配工艺方法不成熟、或者装配型架有微小偏差所致。工程处置一般将方向舵原样使用，对于间隙小的位置，考虑打磨水平安定面蒙皮边缘是否合适，打磨后做防腐保护处理，保证不影响到方向舵转动；对于间隙大的位置，在不影响强度和功能的情况下，一般考虑原样使用，同时请总体气动专业评估阶差和间隙超差对气动力的影响是否可接受。工艺同时积极研究寻找完善措施。

3 结语

该文介绍了飞机高平尾的功能、传载和结构形式，基于某型飞机高平尾结构在制造过程中经常产生的制造偏离，分析了不同制造偏离的工程处置技术，供飞机设计人员和制造人员参考。

参考文献

[1] 惠贤.基于某型号飞机的结构制造偏离统计分析[J].科技创新导报，2013（16）：69-71，73.

[2] 费衡甫.麦道飞机联络工程手册[M].北京：航空工业出版社，1997.