铁鸟试验台架辅助平台方案设计

李丽

摘 要 铁鸟试验台架的辅助平台设计方案，主要是根据其使用要求，满足工作人员在不借助其它辅助设备情况下，能够方便到达所有铁鸟飞机系统、部件、测试设备与传感器的安装位置进行维护检查。

关键词 台架 工作平台 检修平台 登高梯

中图分类号：V215.2 文献标识码：A

0引言

辅助平台作为铁鸟台架的一部分，主要作用是使工作人员在不借助专用工具或设备的条件下能够方便地到达铁鸟台架的各个部位，以利于人员通行、检查维护、试验测试设备安装，并保证人员和设备安全。

1辅助平台设计要求

铁鸟主体台架主要由机头段、前机身段、中机身段、机翼段、主起落架安装台架、后机身段、尾翼段组成。辅助平台的尺寸设计主要是从铁鸟试验台在不同位置处的功用需求和结构尺寸等方面考虑，并根据使用要求能够承受相应的静力载荷和动力载荷。辅助平台的要求包括：在机头、机翼、后机身布置登高梯；前机身、中机身及后机身段，通道按飞机通舱地板走向布置；机翼和尾翼段，保证舵面大致处于人体胸部位置（1.3m左右）；后机身段，在台架上表面布置通道；从后机身段到尾翼段，在背鳍两侧布置登高梯；起落架段台架上表面布置通道，保证两侧机翼通畅；各段通道连接处布置连接梯，保证通畅。

2辅助平台简介

辅助平台主要由护栏、登高梯、工作平台、检修平台、通道等组成。根据设计要求在机头段布置能移动的登高梯，帮助工作人员能进入驾驶舱操作，在后机身段两侧也布置移动的登高梯，利于工作人员进入铁鸟尾翼段和机翼段进行检修。在机翼前梁两侧对称布置了检修平台，利于工作人员对机械泵进行检修维护工作。机翼后梁的工作平台主要是为了检修维护飞机的操纵加载系统（襟翼和副翼）和液压源系统。尾翼段的平台主要是为方便人员进入铁鸟尾翼段检修操纵系统、液压系统（升降舵、方向舵）。

2.1登高梯设计

根据设计要求，登高梯需布置在机头段、机翼段、后机身段三个位置处，以利于人员登上铁鸟主体台架进行相关技术操作。登高梯主要由梯梁、踏板和扶手三部分组成。

结构要求：

（1）梯高。由所处的工作平台高度决定。

（2）倾角。根据国标GB 4053.3-2009的文件，安装在建筑物或设备上的固定式钢斜梯与水平面的倾角应为30€啊？5€啊S捎诳悸堑匠Х康纫蛩兀私谑≌嫉乜占洌ㄖ教ㄋ玫母中碧萸憬亲钪昭≡裎？0€啊5歉咛萏ぐ逖≡窳庑畏阑ㄎ聘职澹职搴穸任？mm。

（3）内径宽度。根据设计要求经常性单向通行及偶尔双向通行净宽度宜为800mm，考虑到维护人员可能会携带维修操作工具等实际因素，最终敲定斜梯净宽度为900mm。

（4）扶手。采取在两侧均安装扶手。

2.2工作平台概述（机翼段）

工作平台是根据操作需要，安装在设备附近按照生产作业要求高度和所需面积而设置的工作台。工作平台高度的确定主要是取决于当人站在工作平台操作设备时，使其保证操纵舵面处于与人体胸部位置平齐即可。工作平台结构主要包括梁、柱、斜撑、铺板、梯子和栏杆等组成，从而使整个平台结构成为一个稳定的整体。

D600铁鸟的工作平台对称布置安装在机翼左右两侧和尾翼段，是一个独立的简支梁平台。根据设计要求，平台尺寸确定为高3.5米，宽4米，长14米。

由于工作平台高度高于2米，根据设计要求，护栏的高度应为1.1米。

2.2.1平台铺板计算

（1）铺板设计。次梁间距约为1.7m，加强肋间距为0.6m，长短边之比为2.83≥2，可按三跨连续的简支板计算其强度和挠度。

（2）载荷计算。根据设计标准，钢平台设计均布活荷载一般不小于3kN/m2，考虑到本工作平台作为普通操作平台使用，均布活荷载的标准值取为3 kN/m2。5mm厚的花纹钢板的自重均布荷载值为0.5 kN/m2。则均布载荷标准值为3.5 kN/m2；均布载荷设计值为4.8 kN/m2。

（3）强度计算。根据长短边之比为2.83，则简支板系数 取为0.1， 取为0.11。

最大弯矩值为 0.3072kN.m；强度为 61.5N/mm2；铺板的设计要求满足强度和刚度的要求。

2.2.2铺板加强肋计算

加强肋选用160€？60€？2的角钢。

载荷计算：加强肋自重为0.28kN/m2；均布载荷标准值为3.78kN/ m2；均布载荷设计值为5.136kN/m2；最大弯矩值为1.6kN.m；强度为20.4N/mm2<215 N/mm2 。设计满足强度和刚度的要求。

2.2.3平台梁计算

在本平台结构设计中，主梁和次梁均选择用宽150mm、厚度为6mm的方钢型材。

（1）次梁计算最大弯矩值为9.8 kN.m；强度为61.1 N/mm2<215N/mm2次梁的设计要求满足强度和刚度的要求。

（2）主梁计算。主梁截面积A=152-13.82=34.56cm2；主梁单位长度自重为0.256kN/m；主梁自重载荷设计值为0.3kN/m；次梁传来的集中载荷为32.64kN；最大弯矩值为7.3kN.m；主梁截面特性为Inx=1/12€？154-13.84）=1196.47cm4；Wnx=1196.47€？.5 =159.5 cm3。强度计算为171 N/mm2<215 N/mm2。挠度计算：集中载荷和自重载荷值为13.6kN；主梁自重载荷设计值为0.3kN/m；主梁的设计要求也满足强度和刚度的要求。

2.3工作平台（尾翼段）

为减小占用厂房的空间及台架整体结构重量，综合利用空间，因此尾翼段的人员通道及登高梯等辅助平台均布置在台架内部。

通过移动登高梯进入后机身段，在台架内部后机身位置处放置登高梯，使工作人员能到达尾翼的第二层，再设置休息平台，通过登高梯到达尾翼第四层和第五层的工作平台。由于尾翼总高为12m，出于安全考虑平台的防护护栏选择为1.2m高。

3结论

根据计算和验证，证明了本辅助平台的强度和刚度均满足设计要求，满足了人员能在不借助专用工具或设备能够方便地到达所有铁鸟飞机系统、部件、测试设备与传感器的安装位置进行维护检查的要求。

参考文献

[1] 黄新跃.航空材料的力学行为[J]. 国防·产品，2010.

[2] 匡江红.飞机飞行力学[M].清华大学出版社，2012.