本發明涉及但不限于航空制造，尤指一種用于直升機機身結構的柔性加改裝方法。

背景技術：

1、直升機或其它低速飛行器在使用過程中，因技術進步、任務需求變化或機體結構損傷等原因，常常需要對其進行加改裝結構更改，如在某直升機上加裝模擬終端，模擬終端包含控制盒、成品吊艙、通信吊艙、左/右安裝支架，通過連接線纜與機上供電系統進行交聯；在某直升機上增加搜救任務系統，包含更換前機身左側設備架、左側過渡蒙皮，更換左側小短翼，新增搜索燈支架，更換右側小短翼，新增光電設備支架，更換過渡段左、右側蒙皮，配制系統設備安裝接口等。

2、在直升機結構加改裝更改過程中，涉及到大量的零部件拆卸與安裝、結構加強等操作。傳統的直升機機體結構更改改裝方式，采用新結構設計、原材料采購、新結構制造、裝配工裝設計制造、拆卸舊結構、機上安裝新結構方式，存在諸多技術協調弊端，且施工流程繁瑣、周期漫長，一般不少于3個月。上述傳統改裝方式往往由于零組件制造公差、制造余量、直升機弱剛性機體不規則變形等誤差積累，經常出現裝不上、間隙過大、階差過大、強應力裝配等問題。

技術實現思路

1、本發明的目的：為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種用于直升機機身結構的柔性加改裝方法，以解決針對直升機結構的現有改裝方式，由于零組件制造公差、制造余量、直升機弱剛性機體不規則變形等誤差積累，從而導致改裝后出現裝不上、間隙過大、階差過大、強應力裝配等問題。

2、本發明的技術方案：本發明實施例提供一種用于直升機機身結構的柔性加改裝方法，包括：

3、步驟1，構建直升機機身結構的三維數字模型，并進行虛擬加改裝設計與仿真，得到用于直升機的各個加改裝零件的加改裝方案；

4、步驟2，對加改裝零件進行快速制造與定制化生產；

5、步驟3，采用緊固件快速拆卸與安裝工具將加改裝零件安裝在直升機的機體構上，即實施對機體結構的加改裝方案。

6、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟1包括：

7、步驟11，采用激光雷達2和激光掃描儀4對直升機機身結構1進行的三維掃描，獲取直升機機身結構1的三維數字模型，包括：機體結構，用于改裝的對接面、對接邊、對接孔位、孔徑；

8、步驟12，根據加改裝任務需求，在步驟11生成的三維數字模型上進行虛擬加改裝裝配與仿真分析，通過模擬預測形成針對各項改裝需求的優化結果；

9、步驟13，按照模擬預測得到的優化結果，輸出加裝零件結構外形尺寸及、孔位和裝配基準；

10、步驟14，確定各個加改裝零件的拆卸和安裝步驟、扭矩要求、裝配孔參數。

11、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟11包括：

12、采用激光雷達2對直升機機身結構1進行全方位的三維掃描，并基于掃描數據進行數字化建模形成機身結構初步模型；對于與周圍偏差較大的異常數據，使用手持式三維激光掃描儀4進行數據補采，并將補采數據與初步模型拼接，獲取直升機機身結構1的三維數字模型。

13、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟12中，針對一項改裝需求，通過模擬不同的加改裝方案，模擬預測出可能存在的問題，并基于模擬預測出的問題進行優化調整。

14、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，

15、所述步驟13中，每個加裝零件增加4個裝配孔作為裝配基準，孔位為經模擬形成的緊固件孔位；

16、所述步驟14中的裝配孔參數包括：4個裝配孔的孔徑為初孔直徑，4個裝配孔均勻分布在加裝零件不同邊側，圓形和類圓形零件的裝配孔沿中心點或中心線對稱布置。

17、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟2包括：采用增材制造方式和數控加工方式，實施各加改裝零件的快速制造，包括：

18、增材制造方式：對于復雜形狀或輕量化要求的加改裝零件，選用3d打印的增材制造方式進行制造；

19、數控加工方式：利用數控加工中心的高精度加工能力和高度適應能力，加工出符合要求的加改裝零件。

20、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟3中加改裝零件的安裝方式為：

21、直升機機體結構的拆卸順序為先操作不開敞區域，后操作開敞區域，緊固件拆卸順序為沿順時針方向依次拆卸；

22、加改裝零件的安裝流程為優先對接2個同軸度配合偏差小的裝配孔，其它2個裝配孔的偏差，通過擴孔方式進行調整，使用高精度定位銷定位好4個裝配孔，最后鉆制其它安裝孔，清理多余物，安裝緊固件并定力，完成加改裝零件的安裝。

23、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，所述步驟3中對直升機機體結構的加改裝過程中，還包括：利用實時監測與精度控制方案保障加改裝過程穩定，包括：

24、對機體結構的變形進行實時監測，以對機體結構變形進行實現在線控制，從而保障加改裝過程中直升機機體結構的穩定。

25、可選地，如上所述的用于直升機機身結構的柔性加改裝方法中，實現直升機機體結構穩定的方式，包括：

26、s1，在加改裝前，在機體結構上預設的關鍵監控點3安裝傳感器，用于實時監測機體結構的應力、應變、位移的變化；

27、s2，根據實時監測數據，結合預設的安全閾值和精度要求，在加改裝過程中及時對加改裝工藝進行調整。

28、本發明的有益效果：本發明實施例提供一種用于直升機機身結構的柔性加改裝方法，通過構建直升機機身結構的三維數字模型，并通過虛擬加改裝設計與仿真，得到用于直升機的各個加改裝零件的加改裝方案；從而實施對加改裝零件進行快速制造與定制化生產，并將加改裝零件安裝在直升機的機體構上，即實施對機體結構的加改裝方案；并且在對直升機機體結構的加改裝過程中，利用實時監測與精度控制方案，保障加改裝過程穩定的正向工藝設計方法，從而能夠快速、高效、精確地完成直升機機身結構加改裝的更改工作，確保更改后的機身結構滿足《直升機強度規范》安全要求和任務性能要求，并且減少對直升機正常使用的影響。本發明提供的技術方案具有如下有益效果：

29、第一，采用直升機機體結構加改裝的正向設計方式，減少實際加改裝過程中的反復試驗和錯誤，具有通用性強、成功率高特點，并可實現加改裝更改無余量、無型架裝配；

30、第二，相較于傳統方式，采用本發明提供的技術方案，直升機機體結構更改響應完成速度由不少于3個月縮短至1個月，效率提高3倍；由于直升機結構更改時間的縮短，與改裝相關的人工、場地等成本會相應降低，結構更改成本可減少50%以上；

31、第三，利用數字化設計和模擬技術，在更改前可以精確地評估改裝對機體結構的影響，從而制定出最優的改裝方案，確保在快速實施的過程中不會對機身結構造成不可逆的損傷；

32、第四，隨著航空技術的不斷發展，新的設備和系統不斷涌現，快速柔性實施機體結構加改裝方案可以便于將這些新技術集成到直升機上；

33、第五，采用標準化的柔性改裝方式，可以提高不同直升機之間改裝的一致性；無論是同型號的直升機還是不同型號但相似改裝需求的直升機，采用相同的快速實施方法可以確保改裝后的質量和性能達到相似的水平。