飞机上的钢索

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飞机上的钢索

飞行操纵钢索主要用来把驾驶舱的输入传递到相关舵面。

钢索概述：

飞机上的机械传动分为硬式传动和软式传动。钢索为软式传动，操纵力只能通过钢索的张力传递，因此必须有两根钢索构成回路，轮流起作用，一根主动，另一根被动。软式传动易受温度影响。

钢索承受拉力时，容易伸长，这样使得舵面偏响应滞后与驾驶舱操作，就像系统中有了间隙，由于操纵系统的弹性变形而产生的“间隙”通常称为“弹性间隙”，弹性间隙过大会使操纵灵敏度变差。因此，为了减小弹性间隙，操纵系统中的钢索在装配时都是预先拉紧的，这个预先拉紧的力称为“预加张力”。预加张力使得各股钢丝绞紧，传动时不易被拉长；预加张力减小了弹性间隙，可以舵面及时响应驾驶舱操作。

飞机上的钢索有两种不同的材料：碳素钢和不锈钢

碳素钢：737上所有的飞行控制钢索都是由碳素钢丝制成，耐磨，其表面通常包锌镀锡。

不锈钢：耐腐蚀区域主要使用该钢丝，比如前起露在外部的转向钢索，该钢索请勿润滑。

钢索的单体时钢丝，钢丝的直径决定了钢索的粗细尺寸，一束钢索按螺旋形或者锥盘形，扭织成股，然后以一股为中心，其余各股汇合编织成钢索，钢索的规格型号就是按所具有的钢丝股数和每股钢丝根数来识别的，采用两位数编码，第一个数字是股数，第二个数字是每股的钢丝数。飞机上使用最为广泛的是7×7和7×19型号的钢索。

在所有飞行控制系统中使用直径3/32英寸或1/8英寸的钢索，除了副翼使用直径3/16英寸的钢索。3/32英寸直径的钢索用于后缘襟翼随动，扰流板和起落架转向机构，1/8英寸直径的钢索用于所有主飞行控制系统（FAR 25要求）以及某些辅助飞行控制系统，比如水平安定面、后缘襟翼控制组件。副翼使用直径为3/16英寸的钢索。

7×7：一股为中心股，其余6股缠绕在外面，如下图。这种钢索具有中等柔曲度，一般用于舵面调整片操纵、发动机操纵和控制信息指示等处，这种型号的钢索直径一般为1/16-3/32 in。

7×19：由7股钢丝组成，但每股有19根钢丝，编织方法也是以一股为中心股，其余6股缠绕在外面。这种钢索的柔曲度很好，所以通常用于一级飞行操纵系统以及要在滑轮上经常运动的传动环节上，这种型号的钢索直径一般为1/8-3/8 in。

钢索一般通过接头连在鼓轮、扇形盘、松紧螺套上，可以通过松紧螺套来对钢索的张力进行调节。如果一个控制回路较长，在这个回路中我们就要用到滑轮来进行支撑，滑轮也可以用来改变钢索的方向而不改变钢索力的大小。扇形盘可以既能改变钢索的方向又能改变力的大小。钢索穿过压力隔框时，我们会用到密封导索环，如空气封严来减小压力舱的压力损失。

钢索的基本部件

钢索连接器（接头）：连接器有钢索球头、带眼接头、螺套接头、螺杆接头和弹簧连接接头等，他们都挤压在钢索的端头上。

1. 钢索球接头：用于钢索与操纵扇形盘或钢索轮相连接
2. 钢索带眼接头：通过连接螺栓与一些摇臂相连
3. 螺套接头和螺杆接头：用在钢索与钢索相连处，他们通过松紧螺杆和松紧螺套连接，并且可以调节钢索松紧度。
4. 弹簧连接头：快速连接钢索头

弹簧连接接头

松紧螺套装配时需要注意将两端同时拧上螺纹，调整后检查拧入深度，露在套外的螺纹不得超过3牙，完成工作后，按规定打保险或者装上卡子。

滑轮和扇形盘：如图（a），滑轮用来支撑钢索和改变钢索的运功方向，为了减少摩擦，在支点处装有滚珠轴承。如图（b）、（c）扇形盘除了具有滑轮的作用外，还可以改变力的大小，多为铝制，在支点处也安装了滚珠轴承。

滑轮和扇形盘

钢索的导向装置：导索环可以由非金属或者金属材料制成，在钢索通过隔板或者其他金属零件上的孔时，导索环将钢索包起来，保护钢索。导索环轴线与钢索直线之间的偏斜不能大于3°，密封导索装置安装在钢索穿过增压隔框等需要密闭的地方，密封导索装置紧紧地夹住钢索，足以防止过多的泄露，但又不阻碍钢索的运动。此装置需要定期检查，检查是否过度磨损以及固定卡环是否脱出。导向滑轮可以给钢索导向，护挡装置把通过滑轮的钢索保持在应有的位置上，以防止钢索松脱、卡阻。

钢索张力补偿器：由于飞机机体上的外载荷的变化和周围温度的变化影响，飞机机体结构和飞机操纵系统之间会产生不同程度的相对变形，因而钢索可能会变松或过紧，变松将产生弹性间隙，过紧将产生附加摩擦。钢索张力补偿器的功能就是保持钢索的正确张力。如下图为一种张力补偿器，上盖受弹簧作用可以保持钢索的正确张力，标尺上的刻度可以指示钢索的张力，不需要张力器或者其他仪器来测量。

钢索张力补偿器

PS：手册中相关部件

压力封严拆装参考AMM20-10-04

滑轮拆装参考AMM20-10-09

钢索螺套拆装参考AMM20-10-10

钢索的检查

钢索出现的问题主要有：磨损、断丝、腐蚀。

磨损

主要是由于安装部位发生松动或是安装件间的间隙过小造成。也可能是钢索张力太小造成钢索松动所致。因此发现钢索有磨损的现象时要特别注意，检查是否有断丝出现，防止造成更严重的后果。

腐蚀

钢索在恶劣工作环境处保护层被破坏，易于生成腐蚀，包括表面腐蚀和内部腐蚀。

表面腐蚀：应将钢索张力卸掉，弯曲钢索以确保内部钢丝股没有腐蚀。

内部腐蚀： 废该钢索。

如果发现有轻微腐蚀,清除腐蚀然后对钢索重新实施保护措施。

断丝：

最容易发生在与滑轮接触和穿过封严装置的导索孔处，在直线段受拉伸作用也会有断丝出现。对于断丝的检查应用抹布包住钢索来回擦过，有断丝则会被挂住。对于怀疑有断丝段可以将钢索弯曲进行检查。

钢索上容易出现断丝的地方

钢索检查方法：

检查前应清洁好钢索，清除钢索上所有的旧润滑油脂和污物；

用干净的棉布沿着钢索走向檫试，擦拭时，动作要轻，速度要慢，这样才能感觉到棉布被钢索断丝拖住时的阻滞感；仔细检查痞觉到阻滞感的位置，确认有无断丝；

目视检查钢索有无扭结、磨损或腐蚀；可以借助反光镜检查；

必须在两个方向上全行程移动钢索，以完全检查封严、滑轮和导索环区域的钢索

可以轻微旋转或弯曲钢索，以帮助检查。

如果钢索存在断丝，发生以下情况需要更换：

7X7 钢索在钢索上任意12英寸连续长度内发现两根钢丝断裂。整根钢露(指钢索两终端之间的长度)有3根或3根以上的钢丝断裂。腐蚀的钢索上有一根钢丝断裂。

7X19钢索在钢索上任意12英寸连续长度内发现4根钢丝断裂。整根钢索(指钢索两终端之间的长度)有6根或6根以上的钢丝断裂。腐蚀的钢索上有一根钢丝断裂。

如果钢索存在钢索腐蚀、扭结或磨损，发生以下情况需要更换：

钢索有锈蚀，应更换；

钢索有扭结，应更换；

任何一根钢索，只要钢丝磨损超过其横载面积的40%以上，应更换。

封闭式钢索在下面情况需要更换：包覆的铝管已磨透，暴露出磨损的钢索股线，有断裂；或是露出有由于通过钢索轮时，钢索冲撞引起的磨损点。

系统的检查：

检查钢索的导向装置，确保功能正常无磨损，滑轮可以自由转动；

检查钢索系统的安全性，如：紧固件、保险装置的安装是否牢固，钢索接头、松紧螺套是否有腐蚀或裂痕，如果有，就应更换钢索或螺套；

检查碳钢钢索系统的润滑，确保钢索、导向装置上有足够的润滑油脂；

检查钢索和其他部件的间隙

钢索的清洁与润滑

清洁

清洁的的目的是为了检查操纵钢索表面是否有锈蚀、腐蚀等损伤。

为了防止腐蚀，飞机操纵钢索上采用了防腐蚀合成剂。在施加防腐蚀合成剂之前需要对钢索进行清洁。

注意：在清洁中，不能使用清洁剂清洁各控制钢索，在清洁钢索附近区域时，也必须确保清洁剂不能喷洒到钢索上。也不能使用BMS 3-23涂抹/喷洒在钢索表面上。

碳素钢索的润滑

飞行控制钢索由单独的锌上镀锡的钢丝组成，锌涂层可提供抗腐蚀保护，是钢丝之间的主要润滑剂，锡改善线束之间的润滑性以减少摩擦。钢索内的每根钢丝在组装前均涂有一层薄薄的润滑剂。波音公司认为这是钢丝的主要腐蚀防护和辅助润滑，完整的钢索组件中的每股钢索涂有润滑脂，以保持各个每股钢索的内部润滑。

1. 清洁后，使用适用的涂抹工具或是毛刷在碳钢钢索全行程表面涂抹一层薄薄的BMS3-33（推荐）润滑脂，或是BMS3-24（替用）润滑脂。

2. 全行程操作各个舵面，以使滑轮，扇形盘，鼓轮附近的钢索暴露出来。

请勿在这些区域涂抹油脂，因为它们在钢索移动过程中会吸收油脂。

钢索包裹区域

钢索导向片

钢索压力封严

钢索滑轮

钢索扇形盘

钢索鼓轮

CAUTION: 请勿在耐腐蚀钢索上润滑，比如前起露在外边的转向控制钢索。

钢索张力的调节

钢索张力的损失：

在闭环的钢索系统中，总是会出现钢索松弛（长时间没有校准）的情况。引起张力损失的原因有：钢索的构成、钢索的长度、校装程序、镀锌层重量。提高钢索系统张力稳定性的方法有：在初始高负载下操作循环钢索，手册建议在安装新钢索时使用两倍的负荷循环不少于20次。单根钢丝上的保护层“锌”的数量会影响张力损失，当钢索承受张力时，锌含量会导致张力损失。锌会随着时间的推移从钢索之间“蠕变”出来。这种“蠕变”缩短了单根钢丝从头到尾的“螺旋”路径，从而减少了单根钢丝的“拉伸”长度，从而导致张力损失/松弛。锌太少会导致腐蚀保护丧失。

建议但不要求：更换钢索的时候，更换环路中的整套钢索。

因为钢索具有不同的松弛特性，所以校装点可能会改变。在同一控制回路中混合使用新旧钢索时，这一点最为明显。完成校装时，请确认校装销可以完全插入。进行钢索调节时，请确保封严垫已松开。设置好钢索张力水平后，即可固定封严垫。

简单介绍一下速度刹车控制钢索的张力调节

注意: 执行钢索张力调节之前，确保飞机在±5度变化的外界温度下静置不小于1小时以便飞机热胀冷缩稳定。

所需工具：

张力计（≤200磅）；校装销F70207-109；文末附张力计的使用方法。

程序：

1. 将速度刹车手柄作动一个循环

2. 移动速度刹车手柄到DOWN位

3. 打开112A前电子舱门

4. 在前鼓轮处安装校装销S/B-1

5. 在混合器和比例变换器的速度刹车输出扇形盘处安装S/B-2校装销，确保该销子能够顺畅地插入（验证输出扇形盘是否在完全回中位置）

6. 使用张力计测量SBA和SBB的钢索张力，确保环境温度下的张力值在手册中给出的范围内。（假设当时测得的环境温度为7.8℃）

尽量调节钢索张力值接近手册中的最大值，在操作一段时间之后，钢索张力会因为钢索拉伸而下降。

注：允许调节后的张力值大于手册对应温度下张力值的10磅。最小张力值仅适用于维护工作，对于运行中的飞机不能使用该值。

7. 如果安装了新的SBA和SBB钢索，为了使钢索拉伸，需要完成以下工作：

使用钢索松紧螺套将张力值调节至手册值的两倍

拔出S/B-1和S/B-2销子

将速度刹车手柄全行程作动20次

安装S/B-1和S/B-2销子

8. 如果销子不能顺畅插入，或者钢索张力不在手册给出的范围内或者更换了新的钢索，请调节钢索至手册范围内。

拆下松紧螺套上的卡子或者保险

调节张力值至手册给出的范围内（+10/-0磅）

安装松紧螺套的卡子或保险

9. 确保左轮舱顶板上的压力封严和钢索SBA和SBB方向对齐

10. 如果压力封严和SBA、SBB没有对齐，调节压力封严的位置。

11. 拔出S/B-1和S/B-2销子

12. 关闭112A前轮舱门

13. 完成速度刹车控制系统的操作测试，接近观察地面扰流板和飞行扰流板在正确位置，否则需要重复调节直至扰流板处于正确位置。

在钢索张力调节过程中，需要注意的事项：

1. 环境温度。由于飞机存在热胀冷缩，高空温度寒冷，落地后温度相对较高，此时需要将飞机静置一段时间以确保机体温度稳定，由于机身热胀冷缩程度较钢索变化大，所以当机体恢复地面温度后，钢索张力有所增加。执行工作前，最好用测温仪在钢索路径上取多个点测量，确保环境温度在±5℃变化，静置飞机不少于一个小时。
2. 钢索环路检查：全行程操作相应系统，确保执行机构作动顺畅无卡滞，否则需要进行检查并更换卡滞部件。
3. 张力测量点的要求：张力计测量钢索张力时，测量点与松紧螺套的两端接头、滑轮、扇形盘或者压力封严要保持一定距离。
4. 张力值得确定：尽量在钢索的不同位置多选取几个测量点，记录数据并取平均值即可作为最终的钢索张力值。若校装销无法顺畅，调节钢索张力时，尽量调节钢索张力值接近手册中的最大值，在操作一段时间之后，钢索张力会因为钢索拉伸而下降。
5. 张力计：确保张力计在有效期内，熟悉张力计的操作方法，避免不正确的使用增加张力值的误差。
6. 建议在安装新钢索时使用两倍的负荷循环不少于20次。、
7. 完成松紧螺套调节后，先不要装卡子或者保险，在多次操作控制系统后，确保钢索往复正常，作动面位置正常，重新测量钢索张力，确保张力值依旧在正常范围内。在飞机运行一定时间间隔后再次检查钢索张力是否在手册范围内。

附T60-1001-C8-1A张力计的使用方法：

摁下手柄，将直径指示片扳至左侧止动钉位置，把钢索放入张力计测量卡口，松开手柄，直径指示片板上上下刻度对准为一直线位，即为钢索直径。

用手调节钢索张力计下部的钢索值指示表，使指示表上的指针位置与上一步测量出来的钢索直径数值对应。

再次将需要测量的钢索放入测量卡口，在钢索指示器上读取所测的钢索的张力值，在不方便读数时，可以按下锁定按钮，然后进行读数。

根据所使用的钢索张力表的校准数据来修正测量结果。

松开锁定按钮，恢复张力计到最初位置。

注意：必须使用在校准周期内的张力表和张力对照表，对所测得的钢索值加以修正。

例：假设钢索直接为5/32，表中测量出来的力为350磅，这个力并非钢索的实际张力，需要完成修正。下边为一张张力换算表：

350+（50*0.5）=375磅，则钢索实际张力为375磅。