关于后缘襟翼的7条冷知识

HelloSky · 发表于 2020-12-31 13:43:45

大翼底下悬挂着的几个长条形的东西是什么？它们是怎么编号的？它们的内部又有些什么重要的部件？将襟翼放出的动力是怎么传输的？本文分享B737NG后缘襟翼的几条冷知识，部分内容也适合于A320或其他机型。

就在别人的午餐时间，错过了饭点的机务在为一架过站的B737NG做例行检查。他在右大翼下方的某个位置停了下来。后来他和小伙伴们说：“机组眼光真尖啊，我才在那儿看了3秒钟，一整套机组都围了上来……”而另一边，机长正好利用宽裕的时间带教副驾和观察员，看到机务在那儿不走动了，就很好奇地围了过来。机长的心里话是：“绕机检是非常重要的，帮传带我从来都是认真的，我们纯属偶遇嘛……” 以下图片展示的他们当时一起看到的情况：封严破损。

为了在FLB上描述清楚所看到的现象，首先需要知道部件的名称。飞行员问如何准确描述，机务回答说这是“船型整流罩”。大概是因为大家都戴着口罩，后来在FLB上写的就成了“条形整流罩”；而机务在处理措施里又写成了“4号船型整流罩”。细心的读者看出什么问题来了吗？

01 “船型整流罩”词源考

事实上，这个长条形的部件通常不叫“条形整流罩”；当你通过搜索引擎查找这个词，几乎得不到任何结果，这说明它很少被使用。在手册中，它的名字是“后缘襟翼整流罩”（TE flap fairing，参阅AMM）或“襟翼滑轨整流罩”（fairing track fairing，参阅CDL）；如果简称为“襟翼整流罩”（flap fairing），一般也不会有歧义。以上3个名称同样适用于A320等飞机。

根据搜索考证，“船型整流罩”这个说法很可能来自于B747的手册，英文是canoe fairing。词典对Canoe的解释是：small and light boat; pointed at both ends; propelled with a paddle，因此它实际上是类似于下图这样的“划艇”。

02 整流罩编号没有4和5的原因

根据手册，左大翼最外侧的是1号整流罩，右大翼最外侧的是8号整流罩。一些老司机可能据此修正记忆，错误地脑补出8个船型整流罩。但实际情况是：在B737NG的大翼上只有6个“船型整流罩”；每个发动机的内侧各有1个，每个发动机的外侧各有2个。A320和其他一些机型的数量和布局也一样，但编号规则可能不同。如果你记住了这里的知识点，那么恭喜你，某次考试你又能多拿关键的2分了！

之所以这样编号，是因为整个后缘装置系统一共有8个“变速箱”（Transmission），而整流罩的编号和它们对应。下面这张图展示了左大翼的4个变速箱。你可以看到，只有1、2、3号变速器是被船型整流罩保护起来的。同样地，在另一侧，只有6、7、8号变速箱是被船型整流罩保护起来的。而4号和5号位于主轮舱里，主轮舱为它们遮风挡雨，因此就没有4号和5号船型整流罩了。这就是船型整流罩编号的来源。而由于轮舱的开放性，B737NG玩家就有了特别的福利：每次绕机都可以在主轮舱后壁板外侧观摩到4号变速箱美丽安详的样子。

03 本质是“变速箱”的传动装置

Transmission，一般翻译成“传动装置”。但是在中文里，配得上“传动装置”的部件简直不要太多，比如transmission的动力来自于PDU，这个PDU（Power Drive Unit）也被翻译成“动力传动装置”（其实我个人把Drive翻译成“驱动”）。而在英文里，配得上“Transmission”的机械部件，必须具有我们日常概念里“变速箱”的特质，它的内部总是有一些“变速齿轮”。在美式英语里，Transmission单独指具有变速器功能的那个齿轮箱；而在英式英语里，Transmission通常是指整个变速系统。因此A320的Transmission就不是一个单独的部件。下图的车子，你猜猜是哪儿生产的？

接下来这个图片，展示了B737NG后缘襟翼的其中两个“变速箱”：位于左侧轮舱里的、暴露在外却往往被“视而不见”的4号；位于大翼下方的、正常情况下绝不露脸的1号。可以想见，航线公司的机务在维护工作中没有分解它的权限，它总是作为一个整体被更换的。但是，有机会深入汽车4S店的机务未必对它有多感冒，毕竟汽车的变速箱比它复杂多了（叫“组件”也没用，有时候确实叫Transmission Assembly）……

04 能增加运动自由度的万向节

通过前面的图片我们看到，每个变速箱的后方有1个滚珠螺杆（Ballscrew）和1个平衡环（Gimbal）。所有的变速箱都是通过各自的紧固装置（fitting）而固定在机身或者大翼主体上的，它仅有的自由是一颗滚烫的心。它内部的齿轮机构可以双向转动，我们说它只有1个自由度。如果滚珠螺杆被以传统的固定轴安装在变速箱上，那么它也将只有转动的自由。但是，变速箱末端有一个活动的万向节（U-Joint），赋予滚珠螺杆一个新的自由度，使它既能转动又能以一个不大的幅度发生摆动，因此我们说它是有2个自由度的。万向节的英文U-Joint实际上是Universal Joint的缩写，它的原理见下面的动态图。

05 技术含量很低的平衡环

生活中的Gimbal常常指相机的手持平衡支架或者无人机摄像头的平衡吊架，起到了让相机或摄像头稳定的作用，它们是内置陀螺仪的精密仪器。在飞机上，Gimbal（平衡环）的技术含量则要低级得多，尽管它也起到了某种稳定器的作用（保持滚珠螺杆和螺母运动的稳定），但大体上还处在蒸汽朋克时代。

平衡环是滚珠螺母（Ballnut）的安装座。当滚珠螺杆转动，它推着滚珠螺母向前或向后运动，而滚珠螺母又通过平衡环推着承重架（carriage）以及安装在承重架上的襟翼沿滑轨（Track）运动。提炼一下，动力的传递链条是这样的：变速箱（转动）、滚珠螺杆（转动+摆动）、滚珠螺母（摆动+直线移动）、平衡环（摆动+直线移动）、承重架（摆动+固定轨道）、襟翼（伸出或收上）。在这个链条中，除了那些位于主轮舱的部件以及襟翼本身，其他部件都被收纳在大翼下方6只“小船”的内部。

06 这根杆子不叫“蜗杆”

Ballscrew，也就是前面这张图中标示为红色的部件，在许多资料它被翻译成“蜗杆”；事实上在不久前笔者也是这么叫的。但是，正如前边的文章《手册里的Screwjack是怎么回事？》里解释的，它实际上是“滚珠螺杆”。它的原理如下面的动态图所示：借助于如同过山车一般运动的滚珠，转动着的螺杆就能推着螺母前后移动。如果你想进一步了解这种机械组合在飞机上的运用，十分推荐这篇文章。

滚珠螺杆与螺母这个组合的任务，是把一些部件的转动变成另一些部件的平移；滚珠在这过程中起到了轴承（bearing）的作用。在一些资料里Ballscrew也被翻译成“球形螺杆”（例如B737NG的AMM中文版，飞安波音），实际上是同样是因为没有理解到Ball指的是“滚珠”。

而在正式的用语里，蜗杆（worm screw）是涡轮蜗杆传动组合里的主动部分；从动部分叫蜗轮（worm wheel，“蜗牛”的“蜗”）。这种组合的任务，是把一些部件的转动转换成另一些部件的转动；没写错，就是“从转动到转动”。原理如下面的动态图所示。

07 这艘小船也怕水

与真正的Canoe不同，Canoe Fairing（船型整流罩）是怕水的。因此“船体”正下方有一些排水孔（drain hole）。雨天之后从这里渗出透明的水，是正常的。但是，如果从排水孔渗出了污浊的液体，或者看到污浊液体向后流淌而形成的痕迹，那么有可能意味着部件损坏或者小船的内部有异物，这时候建议放出襟翼来检查，需要特别注意与变速箱以及螺杆润滑有关的异常情况。所以，下一次当你走到大翼下方，想要欣赏小船美丽的流线型，千万惦记着这些孔，也许是关键的一瞥呢……

参考资料：

- B737NG手册：AMM、CDL、FCOM

- A320手册：AMM、FCOM、TTM

- Wikipedia

- 公众号：《3系飞行员》、《阮工频道》

相关文章：

-《手册里的Screwjack是怎么回事？》

-《什么是Servojack？为什么它被翻译成“伺服传动装置”？》