飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修

1、飛機(jī)結(jié)構(gòu)維修（作業(yè)）（專業(yè)選修課，考查課程） 專 業(yè)： 班 級 學(xué) 號： 姓 名： 授 課 教 師： 飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)通常是由蒙皮和骨架等組成。蒙皮用來構(gòu)成機(jī)翼，尾翼和機(jī)身的外形，承受局部氣動載荷，以及參與抵抗機(jī)翼，尾翼，機(jī)身的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。骨架包括縱向構(gòu)件主要包括梁和桁條組成其作用主要是承受機(jī)翼、尾翼、機(jī)身彎曲時所產(chǎn)生的拉力和壓力；橫向構(gòu)件包括翼肋、隔框等，主要用來保持機(jī)翼、尾翼和機(jī)身的截面形狀，并承受局部的空氣動力， 各類飛機(jī)大部分以鋁合金作為主要結(jié)構(gòu)材料。飛機(jī)上的蒙皮、梁、肋、桁條、隔框和起落架都可以用鋁合金制造。因?yàn)槠涿芏刃?、?qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，在航空材料中得以廣泛的應(yīng)用。鋁合

2、金結(jié)構(gòu)在使用過程不可避免地受到不同程度的損傷，如蒙皮破孔、梁緣條裂紋、框變形等，因而需要采取相應(yīng)的方法加以修理，保證各個結(jié)構(gòu)能夠在使用中安全負(fù)載和工作。主要介紹飛機(jī)鋁合金蒙皮、梁、桁、框及肋等結(jié)構(gòu)的維修方法1、飛機(jī)鋁合金蒙皮蒙皮是包圍在機(jī)翼骨架外的維形構(gòu)件，用粘接劑或鉚釘固定于骨架上，形成機(jī)翼的氣動力外形。蒙皮用來構(gòu)成機(jī)翼、尾翼和機(jī)身的外形，承受局部空氣動力載荷，以及參與抵抗機(jī)翼、尾翼、機(jī)身的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。早期低速飛機(jī)的蒙皮是布質(zhì)的，而如今飛機(jī)的蒙皮多是用硬鋁板材制成的金屬蒙皮機(jī)身蒙皮與機(jī)翼蒙皮的作用和構(gòu)造相同。如衍梁、衍條、蒙皮、隔框的不同組合、可以形成機(jī)身的不同構(gòu)造形式。如果蒙皮較厚

3、，則衍梁、衍條、隔柜可以較弱；如果蒙皮較薄，則上述骨架也應(yīng)該較強(qiáng)、較多。2、梁的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)翼梁翼梁是最主要的縱向構(gòu)件，它承受全部或大部分彎矩和剪力。翼梁一般由凸緣、腹板和支柱構(gòu)成（如圖所示），剖面多為工字型。翼梁固支在機(jī)身上。凸緣通常由鍛造鋁合金或高強(qiáng)度合金鋼制成，腹板用硬鋁合金板材制成，與上下凸緣用螺釘或鉚釘相連接。凸緣和腹板組成工字型梁，承受由外載荷轉(zhuǎn)化而成的彎矩和剪力 桁條與桁梁衍條的形狀、作用與機(jī)冀的衍條相似。桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成，鉚接在蒙皮內(nèi)表面，支持蒙皮以提高其承載能力，并共同將氣動力分布載荷傳給翼肋。衍梁的形狀與衍條相似，但剖面尺才要大些，其作用與翼梁相似。不同剖面的

4、桁梁（蒙皮桁梁）典型梁式機(jī)翼的結(jié)構(gòu)高比強(qiáng)鋁合金機(jī)翼長桁的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)長桁（桁條）是與蒙皮和翼肋相連的構(gòu)件長桁(也稱桁條)是與蒙皮和翼肋相連的構(gòu)件。長桁上作用有氣動載荷。在現(xiàn)代機(jī)翼中它一般都參與機(jī)翼的總體受力承受機(jī)翼彎矩引起的部分軸向力，是縱向骨架中的重要受力構(gòu)件之一。除上述承力作用外，長桁和翼肋一起對蒙皮起一定的支持作用隔框的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)隔框沿機(jī)頭到機(jī)尾分布，數(shù)量很多，主要作用是形成并保持機(jī)身的橫剖面形狀，同時它與析條、衍梁、蒙皮等連接在一起參加整體受力。隔框的外形和剖面形狀很多隔框又分普通隔框和加強(qiáng)隔框。加強(qiáng)隔框須承受如機(jī)冀、尾翼、起落架、發(fā)動機(jī)通過接頭傳遞而來的集中力。故材料和結(jié)構(gòu)都比普通隔框

5、強(qiáng)翼肋的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)形成并維持翼剖面之形狀；并將縱向骨架與蒙皮連成一體；把由蒙皮和桁條傳來的空氣動力載荷傳遞給翼梁。普通翼肋的作用是將縱向骨架和蒙皮連成一體，把由蒙皮和桁條傳來的空氣動力載荷傳遞給翼梁，并保持翼剖面的形狀。加強(qiáng)翼肋就是承受有集中載荷的翼肋加強(qiáng)翼肋雖也有上述作用，但其主要是用于承受并傳遞自身平面內(nèi)的較大的集中載荷或由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)(如大開口處)引起的附加載荷。蒙皮的修理方法蒙皮的常見損傷：劃傷、變形、裂紋和破孔等。蒙皮損傷的后果：1、破壞了飛機(jī)的良好氣動性能。2、使損傷部位的蒙皮強(qiáng)度降低，承載能力下降。3、危及飛行安全。鋁合金蒙皮分：單板蒙皮、整體壁板。單板蒙皮（按厚度不同）分：薄板

6、蒙皮、整體蒙皮。2.1.1蒙皮輕微損傷的修理蒙皮輕微損傷： 蒙皮某些部位產(chǎn)生輕微的鼓動、壓坑或劃傷等。 蒙皮鼓動的修理Ø 主要采用整形加強(qiáng)Ø 挖補(bǔ)Ø 更換蒙皮Ø 加強(qiáng)型材（或盒型材）的方向應(yīng)垂直或平行于桁條，并至少與相 鄰的構(gòu)件搭接一端Ø 根據(jù)蒙皮的形狀和搭接形式將加強(qiáng)型材制出相應(yīng)的下陷或弧度 蒙皮壓坑的修理蒙皮上的壓坑，主要是破壞了蒙皮的光滑表面。Ø 壓坑微小，分布分散、且未破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，則不必修理。Ø 壓坑較淺，范圍較大，用無銳角且表面光滑的榔頭和木頂塊修整。Ø 壓坑較深，范圍較小，不易整平時，可在壓坑處鉆直徑

7、為45mm孔，用適當(dāng)?shù)匿摋l打成鉤形，拉起修平， 然后用螺紋空心鉚釘堵孔。壓坑較深，范圍較大時，可在壓坑處開直徑為1016mm的施工孔，用鉤子鉤住，錘擊蒙皮四周使其恢復(fù)平整。然后安裝堵蓋鉚釘堵孔。壓坑較深，范圍較大時，可在壓坑處開直徑為1016mm的施工孔，用鉤子鉤住，錘擊蒙皮四周使其恢復(fù)平整。然后安裝堵蓋鉚釘堵孔。壓坑較深，且出現(xiàn)棱角，整形比較困難修理方法：局部退火后，從棱角線周圍，逐步向棱角線整形收縮。為防止棱角線擴(kuò)大和整形中出現(xiàn)大裂紋，鉆2mm止裂孔，并打光孔邊，整形至基本符合外形后，在棱角線上切口，在切口背面鉚補(bǔ)加強(qiáng)片。蒙皮裂紋的修理裂紋的危害蒙皮上的裂紋，降低了蒙皮的強(qiáng)度，且在受力過程

8、中，裂紋還會因應(yīng)力集中的緣故，繼續(xù)擴(kuò)展蒙皮裂紋的修理方法： 鉆止裂孔 鉚接加強(qiáng)鉆止裂孔蒙皮上的裂紋較短時（一般小于5mm），可采用鉆止裂孔（直徑通常為1.52mm）的方法止裂。止裂孔位置的重要性：如果裂紋孔沒有鉆在裂紋的尖端處，不能消除裂紋尖端應(yīng)力場的奇異性，也就起不到作用止裂孔位置的第1種情況：（圖1）止裂孔鉆在裂紋的中間，沒有把裂紋前緣去掉，在鉆孔過程中，又可能在裂紋尖端附近造成新的微裂紋，起不到止裂作用。止裂孔位置的第2種情況：（圖2）止裂孔位置不正，沒有消除裂紋尖端處應(yīng)力的奇異性。止裂孔位置的第3種情況：（圖3）止裂孔的位置太靠前，這時裂紋的擴(kuò)展方向捉摸不定，裂紋的擴(kuò)展有可能偏到止裂孔

9、的一側(cè)去，起不到止裂作用。止裂孔位置的第4種情況：（圖4）止裂孔位置比較合理，消除了裂紋尖端應(yīng)力的奇異性，起到止裂作用。鉚接加強(qiáng)蒙皮上的裂紋較長時，如果只采用鉆止裂孔，只能消除裂紋尖端應(yīng)力場的奇異性，但止裂孔處有較高的應(yīng)力集中。止裂孔處在交變載荷作用下，原裂紋還會繼續(xù)擴(kuò)展。蒙皮上的裂紋較長時，除鉆止裂孔外，還需在裂紋部位的內(nèi)部鉚補(bǔ)一塊與蒙皮材料相同、厚度相等的加強(qiáng)片。不具備從內(nèi)部鉚補(bǔ)加強(qiáng)片的條件時，可從外部貼補(bǔ)蓋板。邊緣應(yīng)制倒角，倒角寬度應(yīng)大于蓋板厚度的3倍。如下圖：蒙皮破孔的修理 蒙皮小破孔的無強(qiáng)度修理 破孔的一般修理方法 修理蒙皮破孔時的強(qiáng)度計算 跨構(gòu)架蒙皮破孔的修理 不易施工處蒙皮破孔的

10、修理 雙層蒙皮破孔的修理 前緣蒙皮破孔的修理 蒙皮小破孔的無強(qiáng)度修理蒙皮上的破孔，如果直徑較小，對蒙皮強(qiáng)度影響甚微，可采用無強(qiáng)度修理。不考慮強(qiáng)度，只恢復(fù)表面氣動性能的修理方法。無強(qiáng)度修理的方法：Ø 破孔直徑在5mm以下，可使用鉚釘、拉鉚釘 堵孔；Ø 破孔直徑在516mm之間，可采用拉鉚釘、 堵蓋鉚釘或螺栓堵孔；Ø 破孔直徑在1630mm之間，可采用口蓋的形 式堵孔。破孔的一般修理方法通常采用托底平補(bǔ)法：首先將損傷部位切割整齊，然后用補(bǔ)片填補(bǔ)切割孔，用襯片托底，通過襯片和蒙皮連成一體托底平補(bǔ)法的圖例注意事項(xiàng)：Ø 切割線一般應(yīng)不超過損傷范圍5mm；Ø

11、; 為了便于制作補(bǔ)片和襯片，需將蒙皮損傷處切割成規(guī)則的形狀。（如圓形、長圓形、矩形等）Ø 切割線的直線部分應(yīng)與構(gòu)架（即梁、桁、肋、框）相平行，并與構(gòu)架保持一定距離，以便鉚接襯片；Ø 由于機(jī)翼蒙皮上的正應(yīng)力比剪應(yīng)力大得多。在蒙皮上開長圓孔或矩形孔時，應(yīng)盡量使長軸或長邊平行于桁條，以減少垂直于正應(yīng)力方向的切口長度；Ø 切割線應(yīng)盡可能避開鉚釘。修蒙皮破孔時，必須使襯片有足夠的強(qiáng)度。 襯片通常是用損傷蒙皮材料相同、厚度相等的板材，襯片的強(qiáng)度一般不需進(jìn)行計算。但需計算接縫處的鉚釘數(shù)。情況1：長軸垂直于桁條的長圓孔和圓孔時鉚釘數(shù)的計算；情況2：長軸平行于桁條的長圓孔和矩形時鉚

12、釘數(shù)的計算；跨構(gòu)架蒙皮破孔的修理情況1：構(gòu)架沒有損壞；可將襯片做成兩塊，其中一塊襯片應(yīng)搭接 在構(gòu)架的彎邊上。情況2：構(gòu)架和蒙皮同時損壞。構(gòu)架和蒙皮同時損壞（先襯片，后構(gòu)架）方法：襯片最好做成一整塊，先將它與蒙皮鉚接， 再接補(bǔ)損傷的構(gòu)件（即構(gòu)架），最后鉚接補(bǔ)片不易施工處蒙皮破孔的修理用托底平補(bǔ)法修理蒙皮破孔，需要在蒙皮里面放置襯片，鉚接襯片和補(bǔ)片。 飛機(jī)的有的部位，如后機(jī)身，可從蒙皮的內(nèi)部接近損傷處，放置襯片和鉚接比較容易。 飛機(jī)的有的部位，如機(jī)翼、尾翼、進(jìn)氣道等，不易從蒙皮的內(nèi)部接近損傷處，放置襯片和鉚接存在困難。 首先要充分利用切割孔進(jìn)行施工雙層蒙皮破孔的修理雙層蒙皮的結(jié)構(gòu)有三種：Ø

13、; 內(nèi)外蒙皮之間有框架；Ø 內(nèi)外蒙皮之間鉚有較厚的墊條；Ø 內(nèi)外蒙皮重疊和構(gòu)架鉚接在一起；梁緣條和長桁的修理方法損傷類型：缺口、裂紋、斷裂等。2.2.1 缺口的修理u 寬度較窄的缺口（一般小于5mm）： （沿構(gòu)件的截面方向測量） 只需將缺口銼修成光滑的弧形，用砂紙打光后涂上底漆即可。u 寬度較寬的缺口：（沿構(gòu)件的截面方向測量）需把缺口切割整齊，用填片填上缺口，并鉚上加強(qiáng)片。裂紋的修理u 裂紋長度較小（不大于2mm）時：采用錯修法。u 裂紋長度大于2mm，小于構(gòu)件一邊寬度的2/3時：在裂紋的末端鉆22.5mm的止裂孔后，用加強(qiáng)片加強(qiáng)u 裂紋長度大于構(gòu)件一邊寬度的2/3時：在裂

14、紋的末端鉆22.5mm的止裂孔后，用與構(gòu)件相同的型材進(jìn)行加強(qiáng)。如便于整根取下：采用更換的方法修理，即取下斷裂構(gòu)件，用材料相同、規(guī)格相等的型材，制作新構(gòu)件，按原孔鉚接。如不便于整根取下：則接補(bǔ)（型材）修理。隔框和翼肋的修理方法典型損傷：范圍較小的變形、裂紋或破孔，也可能產(chǎn)生范圍較大的損傷。修理的要求：恢復(fù)損傷框、肋的外形和強(qiáng)度。2.3.1變形的修理框、肋的變形多出現(xiàn)在框、肋的腹板上，可采用整形的方法恢復(fù)平整。如果整形后仍有鼓動，可在變形部位鉚接加強(qiáng)片或型材，以提高框、肋的穩(wěn)定性。2.3.2裂紋的修理框、肋上的裂紋長度5mm時：對框、肋的強(qiáng)度削弱不多，修理時可在裂紋端頭鉆直徑1.52mm止裂孔后使

15、用。對于在減輕孔、槽口等原切口邊緣處出現(xiàn)的 不大于5mm的裂紋，可將裂紋銼修圓滑，不必加強(qiáng)。當(dāng)框、肋上的裂紋長度5mm，但未超過框、肋截面高度的1/3時：修理方法:裂紋末端鉆止裂孔。鉚一塊與框、肋材料相同、厚度相等的加強(qiáng)片。當(dāng)框、肋上的裂紋長度超過框、肋截面高度的1/3時,使框、肋的強(qiáng)度降低很多，應(yīng)按框肋的斷裂方法修理。三、飛機(jī)鋁合金結(jié)構(gòu)損傷的事例飛機(jī)蒙皮更換圖飛機(jī)裂紋檢測 圖為GAMECO（廣州飛機(jī)維修工程有限公司）為南航一架B-737CL飛機(jī)完成了兩張整體蒙皮的更換工作。所更換蒙皮的面積之大，尚屬國內(nèi)首例。此項(xiàng)工作是GAMECO根據(jù)南航要求，依照廠家工程指令對所指定的B-737飛機(jī)后機(jī)身STA727-907站位下方兩側(cè)S20-S25之間兩塊長度接近7米，寬近2米的整張蒙皮進(jìn)行改裝更換，以此達(dá)到飛行安全要求。整個工程涉及有關(guān)區(qū)域幾百個部件的拆卸和重新安裝，上萬個新緊固件孔必須確保同時精確定位，每塊大約14平方米的新蒙皮又務(wù)必與存在多曲度方向的機(jī)身輪廓完美貼合。GAMECO工作團(tuán)隊(duì)通過不斷研究探索，面對和克服了許多由這次首例改裝帶來的技術(shù)和施工難點(diǎn)，包括由于新舊蒙皮外形尺寸和雙向曲度都存在差異造成的定位困難、多處搭接帶重要緊固件的重新定位、以及多處