鋁合金蒙皮的修理

4.2鋁合金蒙皮的修理飛機(jī)蒙皮的主要作用是構(gòu)成飛機(jī)的外形，保持飛機(jī)的良好氣動(dòng)性能以及承受和傳遞載荷。飛機(jī)在飛行訓(xùn)練中，由于過(guò)載或非正常使用、維護(hù)等原因，可能使飛機(jī)蒙皮產(chǎn)生變形、裂紋或破孔等損傷。飛機(jī)蒙皮損傷后，不僅破壞了飛機(jī)的良好氣動(dòng)外形，影響飛行性能，而且還會(huì)使損傷部位的蒙皮強(qiáng)度降低，承載能力下降，危及飛行安全。因此，要及時(shí)修理飛機(jī)蒙皮上出現(xiàn)的各類(lèi)損傷。飛機(jī)蒙皮的材料主要有鋁合金、復(fù)合材料和蒙布等。不同的材料、不同的損傷，其修理方法也不相同。本節(jié)主要闡述飛機(jī)鋁合金蒙皮的損傷修理方法。

4.2.1飛機(jī)鋁合金蒙皮的類(lèi)型

飛機(jī)上使用的鋁合金蒙皮主要有單板蒙皮和整體壁板兩種類(lèi)型。其材料主要有LYl2、LC4和LC9鋁合金等。單板蒙皮根據(jù)其厚度不同又分為薄板蒙皮和整體厚蒙皮兩種。如果按照形狀分類(lèi)，單板蒙皮還可分為：平板蒙皮、局部單曲度蒙皮、單曲度蒙皮、雙曲度蒙皮和復(fù)雜形蒙皮等(見(jiàn)圖4—3)。

圖4-3單板蒙皮的形狀

整體壁板通常由腹板、筋條、孔及其周邊加強(qiáng)凸臺(tái)、搭接邊等四部分組成，如圖4—4所示。按筋條在腹板面上的分布特點(diǎn)分類(lèi)，整體壁板可分為平等筋條類(lèi)、放射筋條類(lèi)、網(wǎng)格筋條類(lèi)、平行放射筋條類(lèi)和點(diǎn)輻射筋條類(lèi)五種。圖4-4整體壁板示意圖各種類(lèi)型的平面形狀見(jiàn)圖4—5。圖4-5各類(lèi)整體壁板的平面形狀整體壁板的剖面形狀主要有T形、I形和1形三種，見(jiàn)圖4—6。

圖4-6整體壁板的剖面形狀整體壁板的搭接主要有內(nèi)搭接、外搭接和內(nèi)、外搭接三種形式。各種形式的搭接邊形如圖8—7所示。

圖4-7搭接邊形狀飛機(jī)整體壁板蒙皮通常是在厚板坯的基礎(chǔ)上，采用機(jī)加、化銑、軋制、擠壓展平、模鍛或鑄造等方法加工而成的。由于其強(qiáng)度儲(chǔ)備較大，通常情況下不易出現(xiàn)損傷。如果產(chǎn)生損傷，往往是采用更換或局部貼補(bǔ)的方法進(jìn)行修理。因此，對(duì)整體壁板修理不做詳細(xì)介紹，而主要介紹單板蒙皮的各種損傷修理。

8.2.2蒙皮變形的修理

蒙皮的變形，是指蒙皮某些部位產(chǎn)生輕微的鼓動(dòng)、皺紋和壓坑等。這些損傷雖然不會(huì)立即導(dǎo)致事故，但對(duì)蒙皮的空氣動(dòng)力性能和強(qiáng)度有不同程度的影響，如果任其發(fā)展，也會(huì)由量變到質(zhì)變，使蒙皮嚴(yán)重?fù)p傷。因此，必須及時(shí)修理。

(1)蒙皮鼓動(dòng)和皺紋的修理

蒙皮某處產(chǎn)生鼓動(dòng)或皺紋，說(shuō)明該處蒙皮的剛度不足，均應(yīng)進(jìn)行修理。一般的鼓動(dòng)或皺紋，可采用整形加強(qiáng)的方法修理；如果鼓動(dòng)或皺紋嚴(yán)重，用加強(qiáng)方法不能排除時(shí)，可采用挖補(bǔ)或更換蒙皮的方法修理。加強(qiáng)修理通常是在蒙皮鼓動(dòng)或皺紋處的內(nèi)側(cè)鉚補(bǔ)加強(qiáng)型材。加強(qiáng)型材的牌號(hào)見(jiàn)表4—3。4如果蒙皮鼓動(dòng)或皺紋的面積較大，用加強(qiáng)型材不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可用等于或稍大于被加強(qiáng)蒙皮厚度的板材制作盒型材進(jìn)行加強(qiáng)，盒型材的寬度根據(jù)鼓動(dòng)區(qū)的面積確定。加強(qiáng)修理時(shí)，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。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)蒙皮的形狀和搭接形式將加強(qiáng)型材制成相應(yīng)的下陷或弧度，使之與蒙皮緊密貼合(見(jiàn)圖4—8)。4(2)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。如果壓坑微小，分布分散、且未破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，則不必修理；如果壓坑較淺、范圍較大，應(yīng)用無(wú)銳角而表面光滑的榔頭和頂鐵修整；如果壓坑較深、范圍又小，不易整平時(shí)，可在壓坑處鉆直徑4～5毫米的孔，用適當(dāng)?shù)匿摋l打成鉤形，拉起修平，然后用空心鉚釘堵孔；如果壓坑較深、范圍較大時(shí)，可在壓坑處開(kāi)直徑為10～

16毫米的施工孔，用鉤子鉤著，錘擊蒙皮的四周使其恢復(fù)平整(見(jiàn)圖4—9)，然后按圖4—10所示選裝堵蓋鉚釘。4圖4-10堵蓋螺釘?shù)陌惭b

此外，有的突變小壓坑，若不能鉆孔整形，可將壓坑處打磨光滑，用酒精和丙酮清洗后，用環(huán)氧樹(shù)脂或黃膩?zhàn)?Q07—5)填平壓坑，等干燥后修平即可。8.2.3蒙皮劃傷和裂紋的修理(1)蒙皮劃傷的修理飛機(jī)蒙皮上出現(xiàn)劃傷后，如果劃傷深度較淺，未超過(guò)規(guī)定劃傷深度時(shí)，則劃傷允許存在，可不做修理。各型飛機(jī)對(duì)蒙皮的允許劃傷深度都做出了相應(yīng)的規(guī)定。例如殲七飛機(jī)對(duì)蒙皮允許劃傷深度的規(guī)定為：機(jī)身和尾翼蒙皮的劃傷深度不超過(guò)劃傷處蒙皮厚度的20％；機(jī)翼和口蓋的劃傷深度不超過(guò)劃傷處蒙皮厚度的15％；另外LC4材料蒙皮的劃傷深度不超過(guò)蒙皮厚度的10％。如果蒙皮的劃傷深度超過(guò)其規(guī)定值，此時(shí)，應(yīng)用砂布將劃傷部位打磨成圓滑過(guò)渡，避免應(yīng)力集中。打磨后噴涂鋁粉漆，填平損傷部位。如果劃傷過(guò)深，除打磨噴漆外，還需要在其內(nèi)部鉚上一塊加強(qiáng)片。加強(qiáng)片的材料、厚度與蒙皮相同。

(2)蒙皮裂紋的修理蒙皮上的裂紋，降低了蒙皮的強(qiáng)度，而且在受力過(guò)程中，裂紋還會(huì)因應(yīng)力集中的緣故，繼續(xù)擴(kuò)展。修理時(shí)，應(yīng)根據(jù)裂紋的長(zhǎng)短、深淺程度和所在位置等情況采用不同的修理方法。

a．裂紋尖端鉆止裂孔當(dāng)蒙皮上的裂紋較短時(shí)(一般小于5毫米)，可采用鉆止裂孔的方法止裂。止裂孔的直徑通常為1.5～2毫米。鉆止裂孔時(shí)，止裂孔的位置非常重要。如果止裂孔沒(méi)有鉆在裂紋的尖端處，它就不能消除裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的奇異性，也就起不到止裂作用。圖4—11所示的前三種情況，止裂孔的位置都是不正確的，第1種情況是止裂孔鉆在了裂紋的中間，沒(méi)有把裂紋前緣去掉，而且在鉆孔過(guò)程中，又可能在裂紋尖端附近造成新的微裂紋，因而起不到止裂作用；第2種情況是止裂孔位置不正，沒(méi)有消除裂紋尖端處應(yīng)力場(chǎng)的奇異性；第3種情況是止裂孔的位置太靠前，這時(shí)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的一側(cè)去，止裂孔起不到止裂作用；第4種情況是止裂孔位置比較合理，消除了裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的奇異性，可起到止裂作用。為了準(zhǔn)確地確定止裂孔的位置，鉆止裂孔前，最好借助低倍放大鏡確定裂紋尖端的位置。通常，止裂孔的位置應(yīng)是止裂孔的圓心超過(guò)目視看到的裂紋尖端2mm。

圖4-11止裂孔位置的可能幾種情況

b．在裂紋部位鉚補(bǔ)加強(qiáng)片

當(dāng)蒙皮上的裂紋較長(zhǎng)時(shí)，如果只采用鉆止裂孔的辦法止裂，雖然鉆止裂孔后，能夠消除裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的奇異性，但止裂孔處有較高的應(yīng)力集中。所以，止裂孔處在交變載荷作用下，原裂紋還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展。因此，對(duì)于較長(zhǎng)尺寸的裂紋，除在裂紋尖端鉆止裂孔外，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。見(jiàn)圖4—12。加強(qiáng)片的形狀和大小應(yīng)根據(jù)裂紋部位蒙皮的形狀和連接鉚釘數(shù)量確定。

圖8—12蒙皮裂紋的加強(qiáng)修理加強(qiáng)修理時(shí)，裂紋一邊的鉚釘數(shù)通常采用設(shè)計(jì)載荷計(jì)算，即

式中R設(shè)——蒙皮裂紋部位的設(shè)計(jì)載荷，單位為N。

q破——單個(gè)鉚釘?shù)钠茐募袅?，單位為N。從式(4-5)可以看出，要計(jì)算出裂紋一邊的鉚釘數(shù)(n)，首先要知道蒙皮裂紋部位的設(shè)計(jì)載荷(R)。圖4-13是裂紋在蒙皮上所處的三種位置。由于裂紋所處的位置不同，因此R設(shè)的計(jì)算方法也不相同。

n=（4—5）

圖4-13裂紋在蒙皮上所處位置(1)當(dāng)裂紋平行于桁條(見(jiàn)圖4-13a)時(shí)，由于蒙皮在縱向截面內(nèi)只受剪應(yīng)力，所以R設(shè)等于裂紋的長(zhǎng)度(a)乘上該處的剪流(qr)，即R設(shè)=a·qr=a·δ·τ設(shè)(4-6)上式中δ——蒙皮的厚度、單位為m；

τ設(shè)——蒙皮裂紋部位的設(shè)計(jì)剪應(yīng)力，單位為Pa。

(2)當(dāng)裂紋垂直于桁條(見(jiàn)圖4-13b)時(shí)，由于蒙皮在橫向截面不僅承受剪應(yīng)力(τ設(shè))，而且承受彎曲時(shí)所產(chǎn)生的正應(yīng)力(σ設(shè))。所以作用于鉚釘上的R設(shè)應(yīng)等于裂紋處蒙皮所承受的剪力與軸向力的合力。（4-7）

上式中qΣ——蒙皮單位長(zhǎng)度上的合力，單位為N／m；σ設(shè)——蒙皮裂紋部位的設(shè)計(jì)正應(yīng)力，單位為Pa。

(3)當(dāng)裂紋既不平行于桁條時(shí)，也不垂直于桁條(見(jiàn)圖4-13c)時(shí)，應(yīng)綜合計(jì)算R設(shè)。假設(shè)不