Для чего нужна нивелировка самолета
Нивелировка самолета
Нивелировка – контроль расположения нивелировочных точек самолета с помощью лазерного трекера Leica AT 960 и выносного беспроводного щупа T-Probe в динамическом режиме. Сферический рабочий объем при использовании выносного щупа – до 60 м, точность измерения щупом – 50 мкм + 6 мкм/м. Использование трекера позволило сократить время нивелировки с 2-3 рабочих смен стандартными средствами до 3-4 часов с помощью лазерного трекера Leica AT 960.
Цели и задачи нивелировки
Современные модели лазерных трекеров и других измерительных приборов в паре с большим опытом работ в самолетостроении позволяют осуществлять нивелировку самолетов комплексно. И не только самолетов, но и других летательных аппаратов, где требования точности особенно высокие. Возможна разработка концепции нивелировки по готовой схеме или предоставленным клиентом чертежам.
В своей работе мы используем комплекс оборудования и систем: измерительные манипуляторы, трекеры, тахеометры, нивелиры и прочее. Это позволяет нам решать большинство измерительных задач в сфере пространственных измерений, которые возникают в авиастроении и других областях промышленности, где важна точность конструкции и отсутствие даже минимальных проблем в ее дальнейшей эксплуатации.
Повышенные требования в создании самолетов
Особенно высокие требования выдвигаются при производстве несущих конструкций самолетов и других летательных аппаратов. Это один из ключевых критериев при сборке и последующей эксплуатации. Необходимо учитывать допуски при стыковке, геометрию оси, крыльев, других составных частей.
Традиционные методы нивелировки, контроля и проверки, что применяются в авиакосмической отрасли, требуют создания макетов разных частей аппарата, шаблонов, стапелей, контрольных, сборочных стендов, прочего. Благодаря новым моделям лазерных трекеров и выносных беспроводных щупов все эти задачи сильно упрощаются и ускоряются. А точность всех измерений увеличивается в разы.
Если вам понадобилась услуга нивелировки самолетов или других летательных аппаратов, обращайтесь в компанию 3D Control. Мы работаем с задачами любой сложности, применяем новейшее оборудование и обладаем достаточным опытом, чтобы обеспечить результат высокого уровня.
Ознакомление с содержанием нивелировочных работ при сборке самолета
Страницы работы
Содержание работы
Цель. Ознакомиться с содержанием нивелировочных работ при сборке самолет
Нивелирование самолёта является заключительным этапом общей сборки самолёта. Целью таких нивелировочных работ является контроль правильности стыковки отдельных агрегатов относительности друг друга и контроль допустимых отклонений органов управления (элеронов, закрылков, рулей высоты и направления) самолетом.
Геометрические параметры самолёта (габаритные, углы установки крыла, оперения, углы стреловидности крыла) задаются на чертежах общего вида. На основе этого чертежа разрабатываются нивелировочные чертежи, где указываются положения реперных точек, где углы установки агрегатов выражены через координаты положения специальных реперных точек (рис. 6.5).
На нивелировочном чертеже приводятся таблицы, в которых указаны относительные координаты всех реперных точек путём проектирования реперной точки на горизонтальную и вертикальную плоскости.
Кроме того, в таблицах задают допуски на возможные отклонения реперных точек в зависимости от применяемого оборудования (например, обычные линейки, оптическое оборудование, лазерное оборудование).
Оптические средства – это теодолиты, которые задают положение точки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и нивелиры, которые задают положение точки в горизонтальной плоскости.
При использовании лазерной оптической системы процесс нивелирования становится более наглядным, т.к. плоскости нивелирования видимые (тонкие плоскости, имеют красный, оранжевый цвета). При применении лазерных систем очень долгое время занимает подготовка и наладка оборудования. Лазерные системы эффективно применять на расстоянии до 100-200 м, дальше лучи становятся размытыми, точность измерений падает (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Принцип нивелирования лазерным лучом
Применение ЛЦИС позволяет сократить количество эталонной оснастки на 10 – 15 %, а трудоемкость монтажа стапелей уменьшить на 25 – 30 %.
Нивелировочные работы
Цель – контроль геометрии планера и регулирование органов управления полетом. Геометрию планера задают на чертеже общего вида совокупностью параметров, определяющих размеры основных агрегатов и положение их относительно друг друга и базовых осей координат.
Поскольку непосредственное измерение приведенных размеров (особенно угловых), не представляется возможным, на основе чертежа общего вида разрабатывают нивелировочный (нивелировочно-регулировочный) чертеж. Геометрию планера задают при этом совокупностью параметров, определяющих положение в пространстве специальных нивелировочных точек на поверхности самолета.
Положение нивелировочных точек определяют, проектируя на поверхности агрегатов точки пересечения осей элементов каркаса планера (лонжеронов, нервюр, шпангоутов). Параметры нивелировочных точек указывают в нивелировочных таблицах в виде превышения их относительно друг друга в вертикальной плоскости и расстояний между ними в горизонтальной плоскости. Там же задают допуски на реализацию этих параметров в зависимости от класса машины, габаритов, требований устойчивости и управляемости.
Нивелировочные точки наносят на поверхности агрегатов в сборочных либо в контрольно-измерительных приспособлениях. Выполняют в виде кернов или отверстий с резьбой под сережки навески отвесов. Маркируют красной краской (диаметр крута – 30 мм; толщина линий – 5 мм).
Контроль геометрических параметров планера (нивелировку) проводят с применением оптических приборов – нивелира и теодолита. Нивелир – оптический прибор, фиксирующий горизонтальную плоскость. Теодолит – оптический прибор, фиксирующий горизонтальную и вертикальную плоскости.
1) Подготовка к нивелировке. Самолет устанавливают на регулируемые по высоте опоры на специальной площадке с изолированным фундаментом. Оптические приборы выставляют в рабочее положение, обеспечивающее хороший обзор всех точек, настраивают (выверяют) по уровням (см. рис. 1.41).
2) Установка самолета в линию полета. Самолет выставляют в линию полета так, чтобы продольная и поперченная оси располагались в горизонтальной плоскости. Горизонтальность проверяют по 4-м точкам (2 на крыле и 2 на фюзеляже).
Положение точек в вертикальной плоскости определяется как разность расстояний до фиксированной нивелиром горизонтальной плоскости (превышения точек). Отсчеты производят по линейкам, последовательно вертикально приставляемым к нивелировочным точкам. Положение точек в горизонтальной плоскости определяют путем измерения расстояний между проекциями точек на пол площадки. Проектирование производят с помощью отвесов, подвешиваемых к соответствующим точкам, измерения – с помощью металлических линеек, рулеток.
Нивелировка является заключительной контрольной операцией. В случае выхода нивелировочных параметров за пределы допустимого дефектный агрегат должен быть заменен. При этом должны быть выявлены и устранены причины, вызвавшие дефект (проверены стапели сборки агрегатов, разделочные стенды, контрольно-измерительные приспособления).
Рис. 1.41. Порядок нивелировки планера
В последние годы вместо оптических приборов часто используют лазерную технику. При больших объемах производства целесообразно создание специальных нивелировочных стендов.
Нивелировка отремонтированного самолета
Монтаж ЛА считается полностью оконченным, когда проведена нивелировка. Нивелировкой называется операция по определению геометрических параметров, характеризующих взаимное расположение частей самолета (вертолета). Например, крыла относительно фюзеляжа, правой части крыла относительно левой, шасси относительно фюзеляжа, хвостового оперения относительно киля, гондолы двигателей относительно фюзеляжа. Задача нивелировки— определить наличие недопустимых остаточных деформаций, правильность монтажа.
После выпуска изготовителем различные части самолета могут иметь приработочные отклонения нивелировочных точек в пределах, установленных разработчиком. Выход за эти пределы означает наличие недопустимых остаточных деформаций, которые могли возникнуть в результате грубой посадки, перегрузки в полете, удара о препятствие. Нивелировочные данные являются основанием в некоторых случаях для прекращения эксплуатации и списания самолета или вертолета. Иногда изменение параметров нивелировки не сопровождается видимыми на глаз деформациями фюзеляжа, крыла или хвостового оперения. Поэтому нивелировку производят также в процессе эксплуатации, при возникших подозрениях на недопустимые перегрузки. Иногда это делается по данным бортовой записывающей аппаратуры, регистрирующей перегрузки.
При стыковке отъемных частей крыла, хвостового оперения, при навеске шасси за счет зазоров или выполнения ремонтных работ могут возникнуть отклонения нивелировочных точек. Двигатели часто навешиваются с помощью регулируемых тяг, что может привести к отклонению заданного положения, а следовательно, к изменению направления тяги. Для оценки влияния перечисленных факторов на геометрические параметры также проводится нивелировка.
Самолет нивелируют в полностью смонтированном виде с выпущенным шасси. Нивелировка крыла с неустановленным элероном, например, даст неверные данные, поскольку вес его влияет на провисание консоли. Такое же положение может возникнуть и на хвостовом оперении. Кроме того, самолет не должен быть заправлен топливом, если имеются кессоны-баки, так как исходные геометрические параметры определены для пустого самолета. В самолете не должны находиться люди, так как их вес и перемещение также вызовут отклонения при измерениях.
Нивелировка выполняется либо в ангаре, либо на открытой площадке. В первом случае получаются более точные данные, поскольку отсутствует влияние ветра и солнечной радиации. Ветер, поднимая или опуская консоль крыла самолета или хвостовую балку вертолета, не дает возможности получить данные о геометрических параметрах с необходимой точностью. Влияние солнечной радиации сказывается при неравномерном нагреве различных частей самолета. Например, если одна консоль крыла нагрета, а вторая в тени, данные нивелировки будут искажены. У освещенной солнцем консоли нагреется верхняя поверхность, консоль провиснет. Это даст ощутимую асимметрию при измерениях.
 |
I точек /72-4 и Л’2-4 над точками Wf Л2—4 и JI’2—4 соответственно можно и судить о поперечном V крыла. Аналогично определяются угол установки и поперечное V стабилизатора по точкам С1—2, С’г-2 и Ti-2, V1-2. Точки Ц1—5 используются для установки самолета в линию полета — базовое положение, при котором начинается отсчет. Точки П1 и Л\ дают возможность установить самолет в горизонтальное положение относнтельно продольной оси фюзеляжа. Точки Г служат для нивелировки гондол силовых установок. Оборудование для нивелировки— нивелир и мерная линейка с отвесом. Нивелир — оптическое устройство для регистрации точки измерения с визирными линиями. Тубус нивелира имеет фиксирующую линзу для наводки резкости. Мерная линейка обычно представляет собой трубу с нанесенными делениями, которая снабжена отвесом для установки ее в вертикальное положение. Отклонение линейки от вертикали исказит измеряемый размер. В верхней части линейки имеются упоры , фиксируемые на реперной точке. Обычно в этом месте ставят заклепку и засверливают головку, куда помещается острие упора. Тубус нивелира наводят на линейку и фиксируют размер по визирной линии. Нивелир устанавливается на треноге в горизонтальном положении, что определяется по устройству у основания трубы. В настоящее время выпускаются нивелиры, у которых горизонтальное положение устанавливается автоматически. Расстояния от нивелира до линейки должно быть таким, чтобы через него можно было наблюдать линейку, устанавливаемую в разных точках конструкции.
Нивелировка вертолета имеет некоторые особенности: ее выполняют без лопастей несущего винта, с хвостовым винтом, без топлива и масла. У вертолета нивелируются хвостовые и концевые балки, установки главного промежуточного и хвостового редукторов, шасси, а также отдельные части фюзеляжа. Вертолеты также имеют реперные точки, по положению которых судят о геометрических характеристиках взаимного расположения частей конструкции. Правильность установки редукторов проверяется с помощью оптических квадрантов в продольном и поперечном направлениях. Таким образом, например, измеряют угол наклона вала редуктора. В отдельных случаях (например, при нивелировке шасси вертолета) расстояния между реперными точками могут быть измерены с помощью отвесов. Их опускают из каждой реперной точки, фиксируют их положение (например, на листе фанеры) и измеряют расстояние между ними.
Данные, полученные в процессе эксплуатации или ремонта, заносят в нивелировочную карту, которая прикладывается к нивелировочному паспорту и хранится в течение всего назначенного ресурса воздушного судна.
НИВЕЛИРОВКА САМОЛЕТА
Нивелировку самолета выполняют при стыковке частей планера. Собранный самолет устанавливают в линию полета. При этом хвост поднимают на высоту около 2 м и винтовой подъемник подводят под опору на шпангоуте № 26.
Для обеспечения безопасности перед подъемом хвоста самолета в зоне шпангоута № 20 на поясе шириной 120 мм подвешивают груз не менее 50 кгс. Под центроплан подводят два винтовых подъемника и устанавливают под опорами, расположенными в нижней части шпангоута №26.
Установка самолета в линию полёта. Установку самолета в линию полёта проверяют нивелиром и линейкой по реперным точкам, установленным на бортах фюзеляжа. Реперные точки, окрашенные в красный цвет, располагаются на шпангоутах № 4 и 22 фюзеляжа на расстоянии 900 мм от оси стыковых узлов ( на 20,5 мм и выше строительной горизонтали самолета). Вращением винтовых подъемников добиваются расположения трех реперных точек в одной плоскости, что свидетельствует об установке самолета в линию полета.
Установить самолет в линию полета можно и по болтам стыковки нижнего крыла с центропланом, для чего необходимо снять зализы. На самолете, установленном в линию полета, оба стыковых болта (их оси), передний и задний, лежат в одной плоскости, что проверяют нивелиром и линейкой.
Рис. 1.6. Отклонения органов управления
Таблица 2
| Орган управления | α, град | β, град | γ, град | a, мм | b, мм | c, мм |
| Закрылки верхнего крыла | — | 39,5-1 | — | — | 316-9 | — |
| Закрылки нижнего крыла | — | 39, 5-1 | — | — | 264-7 | — |
| Элероны | 30-1,5 +1 | 14-1,5 +1 | — | 263-13 +8 | 124-13 +8 | — |
| Зависание элеронов при отклонении закрылков на 39,5° | — | 16-1,5 +1 | — | — | 141,5-13 +8 | — |
| Отклонение элеронов при закрылках, зависших на 39,5° | 12-1,5 +1 | 30-1,5 +1 | — | 106-13 +8 | 163-13 +8 | — |
| Триммер элеронов | __ | __ | 24-1 +5 | __ | __ | 52-10 +18 |
| Руль высоты | 42—0 +3 | 22,5±1 | — | 409—0 +30 | 223±10 | — |
| Триммер руля высоты | — | — | 14±1 | — | — | 37±2 |
| Руль направления | 28—2 +1 | 28—2 +1 | — | 393—28 +13 | 393—28 +13 | — |
| Триммер руля направления | — | — | 14±1 | — | — | 34±2 |
Нивелировка и регулировка коробки крыльев. После установки самолета в линию полета проводится нивелировка к регулировка бипланной коробки. Крылья устанавливают по реперным точкам на переднем и заднем лонжеронах, нервюрам № 2 и 17 верхнего крыла (по нижней поверхности) и по нервюрам — №2 и 14 нижнего крыла (по верхней поверхности).
Установка углов поперечного V крыльев проводится в процессе натяжения лент-расчалок бипланной коробки. Степень натяжения лент-расчалок приведена в табл. 3.
Таблица 3
| Место установки ленты | Наименование | Предел натяжения, кгс |
| Передняя несущая лента (парная) Задняя несущая лента. Поддерживающая лента (парная) | Расчалка № 14 ГОСТ 1004—48 Расчалка № 14 ГОСТ 1004—48 Расчалка № 11 ГОСТ 1004—48 | 550—1100 740—1100 900— 1400 |
Согласно регламенту технического обслуживания самолета Ан-2, утвержденного Министерством гражданской авиации СССР 5 ноября 1971 г., величины натяжения лент-расчалок коробки крыльев должны быть равны (в кгс):
Лента № 11 поддерживающая правая передняя. 1200—1320
» № 11 » » задняя. 1200—1620
Лента № 11 поддерживающая левая передняя. 1240—1380
» № 11 » » задняя. 1240—1380
Лента № 14несущая правая передняя спаренная. 580—740
» № 14 » » задняя спаренная. 580—740
» № 14 несущая левая передняя спаренная. 600—780
» № 14 » » задняя спаренная. 600—780
» № 14 несущая правая задняя одинарная. 750—870
» № 14 » левая задняя одинарная. 760—870
Необходимо соблюдать следующий порядок и способ регулировки лент-расчалок бипланной коробки:
— ленты № 11 натягивать настолько, чтобы обеспечить требуемое нивелировочным листом поперечное V крыльев;
— увеличить натяжение передних лент до величины, указанной в приведенных выше данных;
— увеличить натяжение задних лент № 14 до величины, указанной в приведенных выше данных.
Все вышеперечисленные работы по натяжению лент-расчалок коробки крыльев выполняются силами и средствами эксплуатационных предприятий.
При указанных выше пределах натяжения лент-расчалок крыльев углы поперечного V должны быть: нижнего крыла +4°19′, верхнего + 3°. Превышение углов проверяют нивелиром и линейкой по реперным точкам. После проверки углов поперечного V регулируют углы установки крыльев регулировочными болтами на задних углах крепления бипланной стойки.
Установки крыльев проверяют нивелиром и линейкой. Верхнее крыло устанавливают под углом 3°, нижнее —1°.
Примечание. Суммарная величина превышения углов установки левой полукоробки должна быть на 3 мм больше превышения правой, оставаясь в пределах допусков.
Вынос верхнего крыла над нижним проверяют по нервюрам № 2 и 17 верхнего крыла отвесом или линейкой.
Нивелировка и регулировка стабилизатора. Углы установки стабилизатора проверяют по узлам крепления подкоса стабилизатора на нервюре № 6. Стабилизатор установлен под отрицательным углом 1° к строительной горизонтали самолета.
Установку правой и левой половин стабилизатора проверяют нивелиром и линейкой по узлам крепления подкосов. Разность превышений правой и левой половин стабилизатора от нивелировочной горизонтали по узлам правого и левого подкосов не должна превышать 5 мм. После нивелировки проверяют симметрию правой и левой частей самолета, для чего сравнивают диагональные размеры правой и левой половин.
По окончании нивелировки все регулируемые соединения контрятся. Данные линейных величин по установке крыльев и стабилизатора приведены в формулярных схемах, прикладываемых к каждому самолету.
Проверка установки двигателя. Угол установки двигателя в вертикальной плоскости относительно строительной горизонтали самолета должен быть 0°±10′; его проверяют нивелиром и угломером, установленным на носке вала двигателя. Ось двигателя совпадает со строительной горизонталью самолета.
Параллельное смещение оси двигателя относительно строительной горизонтали самолета допускается в пределах ±2,5 мм. Суммарное смещение носка вала двигателя допускается в пределах окружности диаметром 6 мм. Положение носка вала регулируют вворачиванием или выворачиванием стыковой вилки рамы двигателя; резьбовая часть при этом должны выходить не более чем на 6 мм.
1.6. ВЕСОВЫЕ ДАННЫЕ И ЦЕНТРОВКА САМОЛЕТА В ТРАНСПОРТНОМ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ВАРИАНТАХ