段雪婷 李红梅 段雪锋
中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安 710089
[内容摘要]导流器是飞机发动机尾部短舱的延续，分为导流环和导流翼两部分。导流器安装位置属于高温区，因此导流导流环采用耐热的不锈钢材料制造，此种材料硬度大，加工难度大，在安装中难以加工装配。导流器外形为双曲面，结构复杂，协调关系多，安装定位基准的选取及装配工艺过程成为装配中的一个难点；导流环与发动机四周间隙要求严格，控制难度大。针对这些难以解决的问题，本文制定完善的装配工艺方案，采取合理的安装方法，保证导流器正确的安装位置。
关键词 导流器 定位基准 装配协调 间隙控制
1 结构分析
导流器位于发动机尾部，分为导流环（前导流器）和导流翼（后导流器）两部分，导流环为环状结构，材料为不锈钢，与发动机尾部连接；导流翼是一个三角体翼状结构，由主体和尾锥组成，一侧开放，另一侧与飞机机体连接，前端与导流环连接，为可拆分结构。导流器结构图如图1所示。
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图1 导流器结构图
2 导流器安装工艺方案
导流环主要材料为不锈钢，通过托板螺帽、螺栓与导流翼连接，导流翼尾锥也通过托板螺帽、螺栓与导流翼连接。导流环与发动机尾部之间有严格的间隙要求，而安装过程中保证间隙均匀是个难点。
与其他产品相比较，其结构发生了较大的变化，导流环直径加大，导流器整体长度加长，相应的导流器重量加重，对导流器安装带来极大的困难。与其连接的结构位置交点也发生了变化，所以导流器定位方式采用全新的叉耳式交点定位。影响导流器安装准确性的因素也很多，连接交点支架位置的准确性、导流器定位模型安装的准确性、尾锥定位孔的准确性、连接型材的定位、前后导流器以及尾锥之间的连接准确性等都将影响导流器的安装位置。
2.1导流器安装
2.1.1传统导流器安装工艺方案
传统导流器安装时，首先安装后导流器安装模型，确定与导流器连接的型材位置，取下后导流器安装模型，安装前导流器安装模型，安装前导流器，最后安装尾锥。前后导流器安装位置均由导流器安装模型定位，容易控制其准确度。
2.1.2 本文所述导流器安装工艺方案
由于本文所述导流器外形尺寸加大，总体重量变重，使用材料变厚，刚性极好，与安装模型之间很难控制其位置和间隙要求。所以，在导流器安装工艺方案中，取消后导流器安装模型，这在整个导流器安装中成为挑战性难题。导流器安装顺序如下：
1）在前道工序中利用定位器定位安装与导流器连接的型材；2）安装前导流器安装模型；3）利用钻模板钻制尾导流翼尾锥的连接孔；4）整体安装前后导流器；5）安装隔框型材。
2.2前导流器安装模型
在确定了导流器安装工艺方案后，根据导流器结构和外形的变化，重新设计前导流器安装模型。为了解决导流环与发动机之间的间隙均匀难题，在前导流器安装模型上设制保证发动机外形与导流环内形之间间隙的突台，导流环安装时内型与突台贴紧，用拉紧钩拉紧，保证导流环与发动机外形间隙均匀，如图2所示。
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图2 前导流器安装模型示意图
2.2.1导流器安装模型的结构
前导流器安装模型起到模拟发动机短舱和发动机的作用，用来确定前导流器的安装位置。从结构上来说是一个刚性的桁架结构。
2.2.2导流器安装模型的定位
导流器安装模型上有4个耳形接头，接头上有Ф8的孔，导流器模型通过这4个接头与框轴线上的支架连接，用销子把紧，定位导流器安装模型。允许导流器模型的耳形接头与支架之间有1.5mm间隙，方便导流器安装模型的安装和拆卸，如图3。
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图3 导流器安装模型的定位
2.3 前导流器的定位
安装好导流器安装模型后，安装前导流器，将导流器安装模型插入其环状部分，使前导流器的导流环内形与安装模型外形紧密贴合，用拉紧钩拉紧。
2.4后导流器与导流器型材的定位
将前后导流器整体进行安装，调整前导流器与安装模型之间的间隙，再调整后导流器与连接型材的安装位置，安装螺栓，固定前后导流器的安装位置。
2.5导流翼尾锥点的定位
由于导流翼尾锥与导流器型材不连接，仅与后导流器对接，无明显的定位基准。针对这种情况，在前道工序的型架中设制导流翼尾锥定位器，在尾锥与连接外形处打定位点。在安装尾锥时，将其前端与后导流器连接，再通过尾锥顶端已钻好的螺栓孔与外形进行连接。
3 安装过程中出现的问题及解决方法
3.1出现的问题：
导流器外形大、材料刚性强、重量重是导流器安装加工的最大难点。导流器安装中需要反复调试，调整间隙，上架和下架均采用人工装抬，安装极不方便。安装前导流器时，导流环与安装模型之间的间隙不均匀，需要多次调整位置。由于导流环为不锈钢材质，导流环焊接变形量比较大。
3.2解决方案：
1）在前导流器安装模型的平板后端面增加垫块，此垫块形面为导流器组合时的定位形面，保证导流器组合和安装基准一致。
2）在导流器组合型架上增加导流环内形卡板，前导流器焊接后通过内卡板进行校形，控制焊接变形量。
3）增加导流器安装吊挂和导流器安装吊绳，导流器上架与下架时通过吊挂、吊绳连接使用吊车进行安装。
4 导流器安装工艺方法的改进
4.1工装的选择和改进
4.1.1 工装的选择
导流器安装在发动机尾部，要保证导流环与发动机之间均匀间隙，所以导流器定位必须准确，选择带有发动机短舱尾部外形的安装模型来定位前导流环。另外，在原导流器安装方法的基础上改进导流器安装工艺方案，改变安装顺序，确保导流器安装方法简单，安装位置准确。针对导流器钢性较好的特点，取消后导流器安装模型，安装后导流器时采用连接型材相互协调的安装方法，保证后导流器安装位置的准确性，从而节省一台工装。
4.1.2 工装的改进
原型导流器安装中经常出现导流环与发动机之间的间隙不均匀，导流环位置有偏差。在新导流器安装工艺方案中，前导流器安装模型上增加导流环前端面挡块和拉紧钩，同时将导流器安装模型的外形面作为导流环的内形面，这样只要将导流环内蒙皮与模型外形贴紧就能保证导流环与发动机之间的间隙均匀。
4.2工艺补偿
4.2.1为了确保导流器在与发动机对接时间隙均匀，保证与发动机短舱整流包皮的搭接连接件边距，在前导流器的导流环前端面预留余量，起到工艺补偿的作用。
通过对工装、工艺方案等方面的仔细研究，合理改进，制定了严密的导流器安装工艺方案，保证了导流器安装的准确性，验证了导流器安装工艺方法的正确性。
5 结束语
导流器是发动机短舱的延续，外形为双曲面，结构复杂，协调关系多，其安装位置的准确性直接关系到发动机和短舱与导流器连接位置的准确度，经过实际验证，本文导流器安装工艺方法可行，在后续的工艺方法研究中还需持续改进，简化安装流程，既保证导流器安装过程简单，又保证导流器安装质量。