CN112798426A - 一种飞机翼面拉压双向加载装置及使用方法 - Google Patents

一种飞机翼面拉压双向加载装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于飞行试验中结构载荷测量技术领域，具体涉及一种飞机翼面拉压双向加载装置，由加载垫板，横杠组件、双耳、作动器、增高支撑装置、铰支座及铰支座安装板组成。本发明利用粘胶性能试验选取的XY401型粘接胶，将设计的加载垫板粘接于机翼翼面下，在加载垫板下安装作动器、增高支撑装置、铰支座及铰支座安装板，最后通过连接双耳连接加载垫板及作动器，同时给出了整个加载装置安装过程中的粘接步骤及试验后加载垫板从翼面拆除工艺流程，翼面粘接胶去除剂选用乙酸乙酯，相比于传统方法对于翼面单向加载功能，本发明可实现翼面拉压双向加载，提升了载荷测量的适应范围，提高了飞行载荷测量的能力。

Description

一种飞机翼面拉压双向加载装置及使用方法
技术领域
本发明属于飞行试验中飞机结构载荷测量技术领域，具体涉及一种飞机翼面拉压双向加载装置及使用方法。
背景技术
飞机结构载荷测量是飞机翼面结构完整性试飞验证的重要环节，在传统的结构载荷测量中往往采用液压作动器对机翼实现单向压向加载，而为了实现拉向加载则依靠卡板方式，此种方式工程量大且受部件本身形状和卡板重量限制，应用面较窄。单纯的压向加载使得设计翼面的加载工况受到了限制，不能够充分模拟飞行中翼面真实受载情况，且传统加载压向方式趋近于点加载，加载垫板与翼面直接接触无任何连接，容易导致加载滑移，影响试验安全。同时加载作动器与地轨固接，试验载荷分布和量级在很大程度上取决于局部强度、翼面变形以及安装空间等因素，因此在工程实际中如何采用一种更为高效且安全的加载装置实现翼面拉压双向加载成为翼面结构载荷测量领域的难点和重点。
研制翼面双向拉压加载装置的关键在于加载装置与翼面的粘接、加载装置组成及材质的选取、在不损伤翼面情况下去除加载垫板等工程实际问题，针对上述问题，设计了一种翼面拉压双向加载装置，同时也给出了粘接及拆除工艺。
发明内容
本发明的目的是：提供一种飞机翼面拉压双向加载装置，以解决飞机翼面载荷测量中的拉压双向加载问题。
为了解决此技术问题，本发明的技术方案：一方面，提供一种飞机翼面拉压双向加载装置，所述加载装置包括加载垫板1、横杠组件2、作动器3、增高支撑装置4、地面固定件；
所述加载垫板1的一面与飞机翼面粘接，另一面与横杠组件2连接；
所述横杠组件2与作动器3的输出端固定连接；作动器3的底座与增高支撑装置4固定连接；增高支撑装置4与地面固定件铰接。
进一步地，加载垫板1包括氯丁橡胶和加载钢板，氯丁橡胶的一面通过XY401型粘接剂与加载钢板粘接，另一面通过XY401型粘接剂与飞机翼面粘接；加载钢板与横杠组件2连接。
进一步地，横杠组件2与作动器3的输出端通过双耳连接。
进一步地，横杠组件2下端的螺栓孔与双耳连接时，螺栓孔内加装球角内衬。
进一步地，氯丁橡胶的压向平均压强大于0.235MPa，安全系数不小于3。
另一方面，提供一种飞机翼面拉压双向加载装置的使用方法，利用如上所述的加载装置，所述使用方法包括，
步骤1：选取氯丁橡胶板、加载钢板，分别对氯丁橡胶板、加载钢板的粘接面进行粗糙度处理和表面清洗处理，将氯丁橡胶板与加载钢板通过XY401型粘接剂粘接；粘接时，在室温条件下，将粘接剂用毛刷分别涂敷于氯丁橡胶粘接面和加载钢板粘接面，待粘接剂晾干之后，至少反复涂覆2遍以上，然后将氯丁橡胶与加载钢板粘接；
步骤2：清洗飞机翼面，对氯丁橡胶板与飞机翼面粘接的一面进行粗糙度处理和表面清洗处理，将氯丁橡胶板与飞机翼面通过XY401型粘接剂粘接；粘接时，在室温条件下，将粘接剂用毛刷分别涂敷于氯丁橡胶粘接面和飞机翼面，待粘接剂晾干之后，至少反复涂覆2遍以上，然后将氯丁橡胶与飞机翼面粘接；
步骤3：加载钢板与横杠组件连接；横杠组件选用轻质材料；
步骤4：地面固定件包括固定连接的铰支座和铰支座安装板；将增高支撑装置与铰支座铰接，作动器与增高支撑装置固定连接；
步骤5：将双耳固定于作动器连接处，通过螺栓连接双耳与横杠组件；
步骤6：利用作动器进行拉压双向加载试验；试验完成后，首先断开作动器与横杠组件之间的双耳连接，移开作动器及增高支撑装置，其次需要从飞机翼面去除加载垫板；
在横杠组件下方施加重物，然后在氯丁橡胶和飞机翼面的粘接处注入乙酸乙酯，待氯丁橡胶和飞机翼面脱离时，切断粘接剂；选用乙酸乙酯清洗飞机翼面。
进一步地，步骤1中，氯丁橡胶与加载钢板粘接完成之后，利用重物对氯丁橡胶与加载钢板进行施压至少24h。
进一步地，步骤2中，氯丁橡胶与飞机翼面粘接完成之后，利用顶紧装置对氯丁橡胶与飞机翼面施加压力，并对压力进行监控，以免损伤翼面结构。
本发明的优点是：
使用飞机翼面拉压双向加载装置进行翼面结构加载试验主要有以下优点及积极效果：
1)解决了传统方法难以实现翼面拉压双向加载的问题；
2)提高了飞机结构载荷测量中载荷校准试验加载量级，丰富了试验工况，进一步提高了载荷测量的精准度；
3)提升了承担飞行载荷测量的能力；
4)可广泛应用于飞行载荷地面校准试验及结构静力试验，实现经济效益；
5)方法流程清晰，关键环节技术给出了详细步骤，更便于操作。
附图说明
图1为拉压加载装置设计示意图；
图2为加载垫板设计示意图；
图3为横杠组件设计示意图；
图4为增高支撑装置设计示意图；
图5为铰支座及铰支座安装板设计示意图。
具体实施方式：
实施例1：
本实施例，提供一种一种飞机翼面拉压双向加载装置，由加载垫板1，横杠组件2、作动器3、增高支撑装置4、双耳5、铰支座6及铰支座安装板7组成，如图1所示。粘接胶选用XY401型粘接胶，去除剂选用乙酸乙酯。
所述加载垫板由氯丁橡胶板及加载钢板通过XY401型粘接胶粘接组成，粘接时严格按照粘接工艺流程进行，加载垫板与翼面通过XY401型粘接胶粘接，在粘接完成后，通过螺栓固定横杠组件与加载垫板，其次固定作动器、增高支撑装置、铰支座及铰支座安装板，最后通过螺栓连接作动器的双耳与横杠组件，横杠组件的螺栓孔加装球角内衬，在安装完成后即可进行拉压双向加载试验，试验结束后先断开作动器与横杠组件的连接，然后按照工艺流程从翼面去除加载垫板。
实施例2：
一种飞机翼面拉压双向加载装置的使用方法，结合附图进一步对本发明进行详细的说明，所述方法具体实施方式如下：
步骤1：加载垫板按照规格大小为200mm×300mm，压向平均压强0.235MPa设计，安全系数不小于3，如图2所示(图中所示为4个氯丁橡胶板和加载钢板组合)，加载垫板采用氯丁橡胶板及加载钢板粘接而成，粘接流程如下：
1、用砂纸将氯丁橡胶粘接面打毛；
2、清理打毛后橡胶表面的橡胶屑；
3、用脱脂棉或棉布蘸取酒精，清洗氯丁橡胶粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
4、经10min～15min晾干后，使用脱脂棉或棉布蘸取乙酸乙酯清洗氯丁橡胶粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
5、用干燥的脱脂棉或棉布擦去残留的乙酸乙酯，经10min～15min晾干；
6、用打磨机将加载钢板粘接面打毛；
7、用脱脂棉或棉布蘸取酒精，清洗加载钢板粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
8、经10min～15min晾干后，使用脱脂棉或棉布蘸取乙酸乙酯清洗加载钢板粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
9、用干燥的脱脂棉或棉布擦去残留的乙酸乙酯，经10min～15min晾干；
10、将粘接胶用毛刷涂敷于氯丁橡胶粘接面和加载钢板粘接面，涂2～3遍，在室温(18～28℃)条件下，每涂一遍晾干(8～10分钟)，若环境温度超出上述范围，粘接时间需根据情况延长，涂胶至稍感粘手时即可粘接，涂敷粘接胶应使用软硬适度的毛刷，避免刷毛掉落在粘接面上；
11、用重物施加压力，经停放24小时即可。
步骤2：加载垫板与翼面粘接，粘接流程如下：
1、用砂纸将氯丁橡胶粘接面打毛；
2、清理打毛后橡胶表面的橡胶屑；
3、用脱脂棉或棉布蘸取酒精，清洗氯丁橡胶粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
4、经10min～15min晾干后，使用脱脂棉或棉布蘸取乙酸乙酯清洗氯丁橡胶粘接面，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
5、用干燥的脱脂棉或棉布擦去残留的乙酸乙酯，经10min～15min晾干；
6、用脱脂棉或棉布蘸取酒精，清洗机翼翼面加载区域，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
7、经10min～15min晾干后，使用脱脂棉或棉布蘸取乙酸乙酯清洗机翼翼面加载区域，至脱脂棉或棉布清洁干净为止，清洗完毕的粘接面严禁与其他物品接触，否则必须重新进行清洗；
8、用干燥的脱脂棉或棉布擦去残留的乙酸乙酯，经10min～15min晾干；
9、将粘接胶用毛刷分别涂敷于经表面处理过的加载垫板粘接面及翼面，涂2～3遍，在室温(18～28℃)条件下，每涂一遍晾干(8～10分钟)，环境温度超出上述范围，粘接时间需根据情况延长，涂胶至稍感粘手时即可粘接，涂敷粘接胶应使用软硬适度的毛刷，避免刷毛掉落在粘接面上，粘接时，给橡胶加载垫板十字槽内塞入棉花，方便去胶时渗入乙酸乙酯，同时须对翼面粘接区域的口盖、螺钉头等采取保护措施；
10、用顶紧装置施加一定压力，粘接过程中对压力进行监控，以免损伤翼面结构；
11、粘接过程中防止垫板产生滑移；
12、经停放24小时即可。
步骤3：加载垫板与横杠组件连接，横杠组件示意图如图3所示，横杠组件在确保刚度的前提下，建议选择轻质材料(如高强度铝合金材料等)。
步骤4：在横杠组件与加载垫板组合后，将作动器固定于增高支座，作动器根据试验需求选择相应规格，增高支座包括增高支撑装置、铰支座及铰支座安装板，其中增高支撑装置利用钢板焊接成型，高度根据每个翼面加载位置的初始高度及变形量确定，增高支撑装置强度须根据施加载荷工况校核，安全系数不小于3。增高支撑装置示意图如附图4所示。铰支座及铰支座安装板固定于地轨横梁上，如附图5所示。
步骤5：在固定好作动器及增高支座后，将双耳固定于作动器连接处，通过螺栓连接作动器的双耳与横杠组件，横杠组件的螺栓孔加装球角内衬，图1为组装好的加载装置设计示意图。
步骤6：在整个加载装置粘接完成及组装后，即可根据试验要求进行加载试验，在加载试验过程中即可实现拉压双向加载。在加载试验完成后首先断开作动器与横杠组件之间的双耳连接，移开作动器及增高装置，其次需要从翼面去除加载垫板，此时不需要拆除横杠组件，横杠组件可根据实际需求在地面完成拆卸，为保证翼面完整性，需要按照以下步骤去除：
1、利用U型扣和钢丝绳在横杠组件下方螺栓孔悬挂4袋20Kg砂袋；
2、从橡胶板侧面小孔用注射器注入乙酸乙酯，视情况可多注1到2次；
3、经10分钟后，用麻绳切割软化的粘接胶；
4、切割到垫板边缘与机体翼面有明显的缝隙后(尽量在多个方向切割出缝隙)，再注入乙酸乙酯，加载垫板可在数分钟内自动脱落；
注：为切割方便，亦可在切割的同时视情况多注入乙酸乙酯1到2次；
5、取下加载垫板，用乙酸乙酯将加载区域翼面清洗干净；
6、用酒精等溶剂将加载区域翼面清洗干净。
在整个粘接及拆除垫板过程中需要注意以下事项：
a.操作人员必须穿戴防护服、手套，佩戴面罩，护目镜等，以免粘接胶或乙酸乙酯流下损伤皮肤和眼睛；
b.施工现场应有良好的通风防火设施，不允许使用明火；
c.粘接面清洗时，应采用不会引起静电的脱脂棉和棉布；
d.酒精和乙酸乙酯等溶剂应放置在阴凉且远离热源的地方；
e.用过的溶剂残渣不允许倒入下水道；
f.乙酸乙酯使用过程中出现紧急情况，按以下处理：
吸入：迅速撤离现场至新鲜空气处，保持呼吸道顺畅，及时就医，如有必要，立即进行人工呼吸；误食：饮足量温水，催吐，及时就医；i.皮肤接触：脱去被污染衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤；.眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，及时就医；灭火剂：抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效；灭火注意事项：可用水保持火场中容器冷却。

Claims (8)

1.一种飞机翼面拉压双向加载装置，其特征在于：所述加载装置包括加载垫板(1)、横杠组件(2)、作动器(3)、增高支撑装置(4)、地面固定件；
所述加载垫板(1)的一面与飞机翼面粘接，另一面与横杠组件(2)连接；
所述横杠组件(2)与作动器(3)的输出端固定连接；作动器(3)的底座与增高支撑装置(4)固定连接；增高支撑装置(4)与地面固定件铰接。
2.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于：加载垫板(1)包括氯丁橡胶和加载钢板，氯丁橡胶的一面通过XY401型粘接剂与加载钢板粘接，另一面通过XY401型粘接剂与飞机翼面粘接；加载钢板与横杠组件(2)连接。
3.根据权利要求1所述的加载装置，其特征在于：横杠组件(2)与作动器(3)的输出端通过双耳连接。
4.根据权利要求3所述的加载装置，其特征在于：横杠组件(2)下端的螺栓孔与双耳连接时，螺栓孔内加装球角内衬。
5.根据权利要求2所述的加载装置，其特征在于：氯丁橡胶的压向平均压强大于0.235MPa，安全系数不小于3。
6.一种飞机翼面拉压双向加载装置的使用方法，利用权利要求1至5任一项所述的加载装置，其特征在于：所述使用方法包括，
步骤1：选取氯丁橡胶板、加载钢板，分别对氯丁橡胶板、加载钢板的粘接面进行粗糙度处理和表面清洗处理，将氯丁橡胶板与加载钢板通过XY401型粘接剂粘接；粘接时，在室温条件下，将粘接剂用毛刷分别涂敷于氯丁橡胶粘接面和加载钢板粘接面，待粘接剂晾干之后，至少反复涂覆2遍以上，然后将氯丁橡胶与加载钢板粘接；
步骤2：清洗飞机翼面，对氯丁橡胶板与飞机翼面粘接的一面进行粗糙度处理和表面清洗处理，将氯丁橡胶板与飞机翼面通过XY401型粘接剂粘接；粘接时，在室温条件下，将粘接剂用毛刷分别涂敷于氯丁橡胶粘接面和飞机翼面，待粘接剂晾干之后，至少反复涂覆2遍以上，然后将氯丁橡胶与飞机翼面粘接；
步骤3：加载钢板与横杠组件连接；横杠组件选用轻质材料；
步骤4：地面固定件包括固定连接的铰支座和铰支座安装板；将增高支撑装置与铰支座铰接，作动器与增高支撑装置固定连接；
步骤5：将双耳固定于作动器连接处，通过螺栓连接双耳与横杠组件；
步骤6：利用作动器进行拉压双向加载试验；试验完成后，首先断开作动器与横杠组件之间的双耳连接，移开作动器及增高支撑装置，其次需要从飞机翼面去除加载垫板；
在横杠组件下方施加重物，然后在氯丁橡胶和飞机翼面的粘接处注入乙酸乙酯，待氯丁橡胶和飞机翼面脱离时，切断粘接剂；选用乙酸乙酯清洗飞机翼面。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，步骤1中，氯丁橡胶与加载钢板粘接完成之后，利用重物对氯丁橡胶与加载钢板进行施压至少24h。
8.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，步骤2中，氯丁橡胶与飞机翼面粘接完成之后，利用顶紧装置对氯丁橡胶与飞机翼面施加压力，并对压力进行监控，以免损伤翼面结构。
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