大型客机缝翼静力试验姿态调节装置设计
何志全
(上海飞机设计研究院，上海 201210)
摘要：为满足大型客机前缘缝翼结构全尺寸静力试验验证需求，设计了一套缝翼试验件姿态调节装置。该姿态调节装置由齿条模拟件、齿轮模拟件、轴承、螺栓等零件组成，结构设计合理，能够满足试验件安装和姿态调节需要。传力分析表明该装置的载荷传递方式与真实结构具有高度一致性，其受载状态能够满足缝翼静力试验的验证要求。
关键词：飞机；缝翼；静力试验；角度调节
中图分类号：V216.1 文献标识码：A 文章编号：2095-509X(2019)05-0060-02

大型民用飞机通常在左右机翼的前缘对称布置多段前缘缝翼，用于在飞机起飞降落时改变机翼的相对弯度，增加机翼升力。齿轮-齿条机构与缝翼滑轨相连，驱动缝翼的收放。然而在静力试验中，只需要模拟试验工况下的缝翼卡位，无须模拟缝翼的连续运动，而且安装真实的传动机构会增加试验的成本和复杂性。为了满足适航验证试验的要求，本文根据缝翼传动机构的实际受力情况，设计了一种缝翼角度调节装置，用于在静力试验中将缝翼固定在收起、起飞或降落卡位，模拟试验工况下缝翼的真实受力状态。

1 设计方案
本文所设计的缝翼角度调节装置包括1个齿轮模拟件、1个齿条模拟件、1个销键、1组轴承端盖和支座、1个轴承、4个销轴和8个螺栓，如图1所示。

图1 缝翼角度调节装置分解示意图
其中齿轮模拟件通过轴承与轴承端盖和支座连接，8个螺栓用于连接卡位调节装置和固定前缘加强隔板。齿轮模拟件上有1个凹槽，齿条模拟件上有3个凹槽，齿轮凹槽与齿条凹槽通过一个销键连接，销键与齿条和齿轮凹槽采用间隙配合，安装后销键与齿条凹槽底部间隙不小于1mm。4个销轴用于连接角度调节装置和缝翼滑轨。通过变化齿条模拟件与齿轮模拟件连接的凹槽来调整缝翼的角度。缝翼角度调节装置的紧固件都是试验考核部位，选材与真实结构相同，而非考核部位则选用4340合金钢机加成型。
图2为缝翼角度调节装置与缝翼滑轨以及固定前缘加强隔板装配后的示意图。

图2 缝翼角度调节装置装配示意图

2 传力分析
缝翼滑轨通过固定滚轮和齿轮齿条机构将缝翼本体的气动载荷传给固定前缘加强隔板，滑轨耳片受到集中力P和集中力矩M的作用，将滑轨简化成一根梁，其受力分析如图3所示。在试验状态下，滑轨所受支反力为R1,R2和R3x，所设计的角度调节装置只传递切向力；而实际结构中齿轮-齿条机构在传递切向力的同时还传递小部分径向力，滑轨所受支反力为R′1，R′2，R3x和R3y；其中R′1＞R1、R′2＜R2。

作者简介：何志全(1989—)，男，工程师，硕士，主要研究方向为飞机结构强度设计与试验验证，hezhiquan@comac.cc.