破损安全设计在民用飞机襟翼运动机构中的应用

袁坚锋 董 萌 陈 炎

(上海飞机设计研究院，上海 201210)

0 引言

后缘襟翼是现代民用飞机提高起飞重量、缩短起降滑跑距离、提高机场适应性的关键增升装置，它能使飞机在低速飞行时保持较高的升力系数[1]。当前主流机型实现襟翼运动的机构主要有3种形式：固定铰链机构、四连杆机构和滑轨类机构[2]。富勒襟翼一般通过曲柄直线滑轨运动机构实现，通常布置在机翼下表面，包括有滑轨、滑轨连接接头、滑轮架、驱动连杆、摇臂等结构，如图1所示。A350XWB和波音787均采用先进铰链单缝襟翼[3-4]，襟翼与支臂连接的位置通常在气动载荷的合力作用点附近，驱动连杆与襟翼的连接位置一般位于襟翼的前缘，如图2所示。

图1 直线滑轨运动机构

图2 先进铰链襟翼运动机构

在现代飞机结构设计中，为了保证结构安全，主要部件大多采用损伤容限设计概念，其中破损安全设计是一个重要途径[5]。有学者指出，所有可能引起灾难性破坏的结构原则上都要按损伤容限要求进行设计[6]。彭森等[7]在研究民用飞机发动机安装节破损安全设计后指出任意一条传力路径失效后，其余结构应能承受限制载荷。

损伤容限设计是当前国际上通用的民用飞机设计原则，在损伤容限设计原则下，破损安全结构是当前民用飞机后缘襟翼运动机构的主流设计。

1 襟翼运动机构破损安全要求

1.1 破损安全结构

破损安全结构通常分为破损安全止裂结构和破损安全多传力结构[8]。破损安全止裂结构的设计思想为：在结构完全破坏前，裂纹的不稳定快速扩展停止在结构的某个连续区内的结构，其安全性依靠剩余结构的缓慢裂纹扩展和在后续的各次损伤检测中来保证。……