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民用大型客机应急门导向槽仿真工艺研究

2018-10-21丁立栋詹建国

科技信息·下旬刊 2018年9期

丁立栋 詹建国

摘要:本文以对应急门结构的分析为入手点,通过DMU运动机构仿真对应急门的开关进行运动仿真,结合对应急门调试过程中协调准确度的保证,以及实际生产中三架机的调试验证,系统的完整的剖析应急门在调试过程中,导向槽组件的最佳调试工艺状态。

关键词:应急门;导向槽;协调准确度;DMU运动机构仿真

Based on the analysis of the emergency door structure as the starting point,through the DMU movement simulation of the emergency door switch for motion simulation,combined with the coordination accuracy guarantee the emergency door debugging,and debugging of the actual production of three aircraft verification system,complete analysis of the emergency door in the debugging process,state the best process debugging guide slot assembly.

Key words:emergency door;guide slot;coordination accuracy;DMU movement mechanism simulation

1.引言

当今世界,随着科学技术的进步,飞机的制造装配技术以模拟仿真为手段,正朝着数字化与自动化的方向快速发展。最早在美国的波音公司(The Boeing Company)2004年启动的787项目中,已經证明数字化仿真技术在飞机制造装配领域能够取得的非凡成就。而近年来,国内各型号民用飞机也在这一领域有所探索尝试,并分别取得了不同程度的进展。

2.应急门调试过程中的工艺特点

应急门的调试分两个部分,第一是应急门内部运动结构的调试,在应急门组件状态下将应急门运动结构在应急门检验工装上调试到位,检验工装是按机身客舱与应急门相配合的功能结构组件的理论轮廓做的假件,能有效确定应急门在组件状态下的运动机构调试能否满足应急门调试的要求。

应急门调试的第二部分是应急门安装到机身客舱后,与机身应急门框导向槽连接的调试。作为应急门互换的最重要环节,应急门在中机身总装上调试的状态,对应急门气动外形的互换和使用性的互换有着决定性作用。第一部分在应急门组件下调试的合格与否,在中机身总装应急门并不完全合格,这是应急门调试过程中得出的最重要结论,因为导向槽的调试状态,决定了应急门的整个运动机构的运行状态。

1通过应急门导向槽运动机构仿真,分析应急门导向槽调试的关键部位

在应急门调试工作中,进行了大量的应急门DMU运动机构仿真,模拟了数模中应急门内手柄的提升运动,内手柄提升后应急门的外部打开运动,应急门落下运动,应急门关闭运动,以及在应急门外部通过外手柄提升打开应急门的运动机构。

整个应急门DMU运动机构仿真能够有效的配合现场应急门的调试,同时解释了在实际调试过程出现的问题。应急门在研制批的实际调试中出现两类问题,第一类应急门无法打开和关闭。第二类应急门打开、关闭过程中手柄力过大。

首先研究在应急门DMU运动机构仿真中导向槽与导向轮之间的相对运动。前文已经提到,当导向轮的运动轨迹与导向槽的槽壁冲突太大,导向轮无法按照导向槽的槽壁轨道运动,就会导致应急门无法打开、关闭,正常情况下,导向槽与导向轮之间的摩擦力可供导向轮通过,这种情况表现为应急门手柄开启力过大。

针对对应急门DMU运动机构仿真过程的分析,可以得出应急门与客舱蒙皮运动的实质就是导向槽与导向轮之间的运动,只有通过应急门导向轮与机身导向槽的调试能提高应急门的调试效率,导向槽与导向轮调试后的运动特点是应急门调试的关键。

3.应急门导向槽调试的核心工艺方法

通过应急门DMU运动机构仿真,得到的结论是导向槽零件还有更深层次优化的必要,这主要是从独立制造方面提高零件的制造准确度。从工艺装配方面考虑,应急门调试的核心还是提高机构间的协调准确度。

经过研制批应急门的调试,得出以下一般民用客机应急门调试的工艺方法。

第一:确定不变量,调整变量,用变量匹配不变量,将变量调成合格的不变量。

民用大型客机应急门结构的调试的核心是应急门与导向槽相互协调性的调试,根据应急门的完全互换性,即任意的应急门安装在机身上,不经过任何修配或改变,都要能实现所有应急门的功能。基于这一点,应急门与导向槽之间,应急门是不变量,并且导向槽是带有齿形板,它的位置是通过齿形板可调节的,所以导向槽是变量。

第二:分析并找出极限位置,调试极限位置。

第三:先确定主动变量,后确定从动变量。

4.应急门导向槽调试现状

这是国内大型民用客机的首次应急门调试的工艺研究,首次通过分析先进的外翻式应急门的结构状态,总结出来的不仅仅是民机某个单个型号的门的安装调试工艺方法,而是提炼出一套适合所有门安装调试的工艺思路。

经过对应急门调试过程中起关键作用的因素进行分析,影响应急门完全互换性的两个原因,一个是运动机构在独立制造方面的产品准确度,一个是相互配合的运动机构之间的协调准确度。然后逐个分析影响这两个准确度的原因,然后找出关键因素,解决关键因素。经过实际验证,应急门在安装调试后,能满足应急门的气密实验要求、淋浴实验要求,在互换性方面,能满足所有应急门的气动外形准确度,能满足应急门所有的功能性要求。

5.展望民用大型客机应急门调试未来技术发展

本文主要通过DMU运动机构仿真的的途径进行应急门调试的工艺研究,这也是未来对于新技术、新项目我们没有成熟可靠的工艺方案时,最直接有效的仿真工艺方案,既节省了很多物理样机制造和测试的成本,降低了整体研制时间,同时又为机构分析提供更快捷方法和更精确的结果,同时能更加直观、有效的分析问题出现的具体位置,更有最准确工艺参数用来参考。DMU运动机构仿真的探索,对机构整体运动传递方式、运行过程有直观动态的了解,并且为机构安装、调试、检验等操作过程提供参考数据,为大型客机研制过程中的测试,提供了一定程度上的帮助和指导。

6 结束语

本文介绍的民用大型客机应急门调试工艺方案的典型实例,首先体现了应急门先提升后翻转式打开的应急门口框结构的支持方式与界面配合要求。该应急门调试形式在同类民用飞机的口框结构中有一定的通用性,对相似功能的应急门的调试工艺方法有重要意义,同样以小及大,这种通过分析相互配合结构之间的关系,来确定“KEY STRUCTURE”(关键结构),进一步解决关键问题。

参考文献:

[1] 航空工艺装备设计手册编写组,《航空工艺装备设计手册》,北京,国防工业出版社,1978.

[2] 航空制造工程手册总编委会,《航空制造工程手册》,北京,航空工业出版社,1993.

[3]王海宇,《飞机装配工艺学》,西安,西北工业大学出版社,2012.