飞机驾驶舱结构损伤修理技术研究

发表时间:2020/11/4   来源:《基层建设》2020年第21期   作者:赵龙
[导读] 摘要:目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,飞机驾驶舱触地,驾驶舱下部机体结构、雷达天线罩、前起落架等区域损伤。
        山东太古飞机工程有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:目前,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,飞机驾驶舱触地,驾驶舱下部机体结构、雷达天线罩、前起落架等区域损伤。本文通过对飞机损伤区域及周边结构详细检查,评估损伤情况,然后针对各部件损伤情况,结合维修可实施性、时效性、经济性等因素,制定相应的修理换新措施,完成了对损伤飞机的修理。
        关键词:结构损伤;损伤评估;修理方案
        引言
        随着人类科学技术的发展,飞机发生事故的主要原因由机器故障变为人为操作错误及人机关系不协调等。数据统计,70%以上的民航事故和飞行员人为因素有关[fll驾驶舱是飞机与驾驶员的接口,驾驶员在驾驶舱内可以获得驾驶舱外的视野、飞机各大系统的状态信息来操控飞机,保证飞行的安全,完成飞行任务。20世纪90年代中期,以人为中心的设计理念被引入民用客机驾驶舱设计中,确定了人为因素在驾驶舱设计过程中的核心地位。在过去相当长的一段时间里,我国航空产品主要以苏联航空产品的仿制为主。苏联军用飞机性能处于世界领先水平,但是苏联军用飞机的制造对人为因素关注少,飞机设计、维修等人机工效水平低。时至今口,苏联的民用飞机安全性仍然存在很多不足。我国军用飞机的制造水平已赶上或接近世界先进水平,我国军用飞机设计中驾驶舱的人机工效学研究也得到了一定发展。由于军机和民用飞机在设计理念、飞机性能要求、安全水平的差异,此外民用飞机还需要满足适航审定的要求,我国军用飞机在人机工效方面的取得的成果还不能直接应用到民用飞机设计中。
        1触控技术的发展现状
        目前触控技术的发展已经非常成熟,常用触控技术控制屏种类包含电阻式触摸屏、电容式触摸屏和红外式触摸屏等。下面我们简单介绍比较常见的两种触摸屏。电阻式触摸屏是利用压力感应进行控制的一种触摸屏。图1为数字式电阻屏的工作原理,其上下基板的ITO条纹是互相垂直的。当屏幕感受到压力会使ITO膜内凹,形成一个开关的通断机制,并侦测压力点。当操作者以指尖或笔尖压按屏幕时,压力将使膜内凹,再通过侦测X轴、Y轴电压变化换算出对应的压力点,完成整个屏幕的触控处理机制。电容式触摸屏以投射式电容屏的运用得到广泛发展,其工作原理是利用触摸屏电极发射出的静电场线进行感应。自从2007年以来苹果公司投射式电容屏的iphone、iPad系列产品的巨大成功,使电容式触摸屏成为现在市场的主流触控技术。目前多点触控技术已经从开始的仅可以实现两指缩放、三指滚动以及四指拨移,发展到能够支持5点以上的触控识别和多重输入方式等,今后多点触控技术将向实现更细致的屏幕物件操控用和更具自由度的方向发展,同时混合式触控技术也将是其发展趋势之一。而由于采用触控技术的控制屏具有操作便捷、反应速度快、节省空间、人机交互更方便快捷等优点,将其运用在民用飞机驾驶舱控制板系统设计中将会很好地考虑系统的人为因素,提高人机工效。
        2飞机驾驶舱结构损伤修理技术研究
        2.1模糊综合评估方法
        模糊综合评估方法建立在模糊集合基础之上,运用模糊数学原理对多种因素影响的事物作出比较全面、客观评估的一种评估方法。模糊综合评估方法最大的特点是适用于难于界定评估结果的指标的评估。对应不同的指标确定合适的隶属度函数,通过隶属度计算,该评估方法可将模糊指标的评估变为合理、准确的定量评估。其缺点是计算复杂,部分指标的隶属度函数难以确定,导致最终评估结果不准确。此外,指标权重矢量的确定上主观性较强。由于驾驶舱人机工效评估中许多指标具有模糊性,例如驾驶员舒适性和工作负荷指标,因此模糊综合评估方法在该类指标模糊处理的显著优点在驾驶舱人机工效的综合评估中得到了广泛应用。


        2.2损伤部位修理
        通过对飞机损伤的评估,确定了各部位的受损情况,根据受损情况制定相应的修理方案。对于机体结构的修理、起落架的修理、雷达天线的修理可以分为修理和换新两种处理方式。(1)对于损伤严重,整体更换难度大、周期长的框缘、腹板等结构,采用挖补加强的方式修理,但需要保证驾驶舱气密。拆下机身下部整流罩、应急出入口盖及口框(机身大开口区域拆卸口框时,需做好支撑防止变形),对2框及5框处的蒙皮损伤区域进行切除。由于蒙皮内侧有对接U型板,所以新制的加强板只能贴在蒙皮外侧铆接。切割5框下部受损的框缘和腹板,为了避免应力集中,腹板的切割边界与框缘的切割边界应尽量远。使用对接条带和框缘对接板对框腹板和框缘进行加强。(2)对于损伤严重、修复周期较长但结构独立的零组件采用换新处理。前起落架舱门损伤严重,且部件相对独立,受损部位不影响机身其他结构,雷达天线罩为复合材料且损伤面积较大,已无修理价值,雷达天线为成品且损坏严重,对该部分零组件直接换新,旧件视情报废或返厂维修。
        2.3多级可拓评估方法的适用性分析
        模糊综合评估方法在驾驶舱视野的人机工效评估中并不能展现出其独特的优点,而可拓评估方法的评估基础是结合驾驶舱视野专业知识和专家建议建立的评估指标的经典域和节域,这将会使整个评估过程变得简单,且可保证评估的客观性。经过相应的关联度计算,多级可拓评估方法可得到驾驶舱视野相关的综合布局及其各子指标相对各评估等级的关联度值,从而可知道评估对象及其各子指标的等级情况及变化趋势,对更改驾驶舱早期设计中视野相关的布局设计将会提供更加明确地方向。
        2.4驾驶舱视野相关部件的测绘和建模
        1)驾驶舱风挡、主仪表板及仪表风挡是飞行员前方的透明装置,通常由四块或六块多层复合材料的玻璃组成,其最主要的作用是为飞行员在使用限制内完成各种机动飞行,同时又不妨碍观察其他仪表和显示器,提供足够、清晰的外部视野,确保飞行安全。主仪表板是用以安装显示器和控制器的装置,是飞行员与各种仪器的对话窗口,也是飞行员在使用仪器时观察、操作最频繁的部位。仪表主要包括基本飞行仪表、发动机仪表和警告显示仪表。2)驾驶舱部件的测绘(1)测量工具:米尺、量角器、线绳长度测量可用米尺直接测量,由于空间的限制,一些装置外形的测量可达性不好,则需要利用线绳间接测量。角度的测绘尽量通过装置的外形边长测量,通过三角形定理转换计算。对于特别容易测量的角度可用量角器测得。(2)驾驶舱主仪表板及主要仪表的外形尺寸和安装尺寸由于测量工具种类的缺少,本次对主仪表板测绘,只是测量了主仪表板的外形尺寸以及主仪表板上主要仪表的外形尺寸和仪表相对于主仪表板的安装尺寸。其次还测量了主仪表板的安装高度(主仪表板的下边缘线与驾驶舱地板的距离)为650mm和后倾角度(主仪表板所在平面与驾驶舱地板所在平面的夹角)为850。
        结语
        通过对飞机进行损伤评估,针对不同部位、不同材料结构,在综合考虑维修可实施性、维修周期、维修经济性等方面,制定对应的修理方案,完成受损飞机的快速抢修,为类似维修积累了经验。
        参考文献
        [1]罗裕富.小型飞机铝合金结构修理简析[J].科技创新导报,2018(16):9-11.
        [2]《飞机设计手册》总编委会.《飞机设计手册》第10册-结构设计[M].北京:航空工业出版社,2002.
        [3]张成亮.某型飞机起落架故障分析[J].机械工程师,2016(12):275-276.
        [4]王丽霞.基于多点触控技术的智能仪器面板设计[D].郑州:郑州大学,2014.
        [5]范瑞杰,李倩.民用飞机驾驶舱人机界面设计一致性理念研究[J].中国科技博览,2015(36):292.
 
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: