飛機鋁合金結(jié)構(gòu)的修理方法和應(yīng)用航空維修課程

1、A340垂直尾翼外表蒙皮飛機鋁合金構(gòu)造的修理方法和應(yīng)用一、飛機鋁合金的構(gòu)造及特點1.蒙皮的構(gòu)造及特點蒙皮是包圍在機翼骨 架外的維形構(gòu)件，用粘接劑 或怫釘固定于骨架上，形成 機翼的氣動力外形。蒙皮除 了形成和維持機翼的氣動 外形之外，還可以承受部分 氣動力。早期低速飛機的蒙 皮是布質(zhì)的，而如今飛機的 蒙皮多是用硬鋁板材制成 的金屬蒙皮。皮與機翼蒙皮的作用和構(gòu)造一樣。如衍梁、衍條、泡沫夾層蒙皮、隔框的不同組合、可以形成機身的不同構(gòu)造形式。假如蒙皮較厚，那么衍梁、衍條、隔柜可以較弱；假如蒙皮較薄，那么上述骨 架也應(yīng)該較強、較多。機身蒙皮2梁的構(gòu)造及特點翼梁是最主要的縱向構(gòu)件，它承受全部或大部分彎矩和

2、剪力。翼梁一般 由凸緣、腹板和支柱構(gòu)成如下圖，剖面多為工字型。翼梁固支在機身上 凸緣通常由鍛造鋁合金或高強度合金鋼制成，腹板用硬鋁合金板材制成，與 上下凸緣用螺釘或怫釘相連接。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。衍條與桁梁衍條的形狀、作用與機冀的衍條相似。桁條是用鋁合金擠壓或板材彎制而成， 怫接在蒙皮內(nèi)外表，支持蒙皮以進步其承載才能，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。的桁梁1-蒙皮2一桁梁2 桁條 3 蒙皮 4 加強隔框桁梁式機身1桁梁5普通隔框式機翼的構(gòu)H典型梁 造高比強鋁合金機翼.長桁的構(gòu)造及特點長桁桁條是與

3、蒙皮和翼肋相連的構(gòu)件。各式桁條.隔框的構(gòu)造及特點隔框沿機頭到機尾分布，數(shù)量很多，主要作用是形成并保持機身的橫剖面形 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隔框。加強隔框須承受如機冀、尾翼、起落架、 發(fā)動機通過接頭傳遞而來的集中力。故材料和構(gòu)造都比普通隔框強。整體式加領(lǐng)隔幗I 17 壁折式加強幅而 現(xiàn)*接頭；2下芾搐久4-16 督通陶柜 理心桁務(wù)的開口4-1B 田式加強隔堂5.翼肋的構(gòu)造及特點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，

4、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。加強翼肋就是承受有集中載荷的翼肋。翼肋構(gòu)造翼肋骨架.、飛機鋁合金構(gòu)造的修理方法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：? 破壞了飛機的良好氣動性能? 使損傷部位的蒙皮強度降低，承載才能下降? 危及飛行平安鋁合金蒙皮分：單板蒙皮、整體壁板。單板蒙皮按厚度不同分：薄板蒙皮、整體蒙皮。蒙皮細微損傷的修理蒙皮細微損傷：蒙皮某些部位產(chǎn)生細微的煽動、壓坑或劃傷等。蒙皮煽動的修理? 主要采用整形加強? 挖補? 更換蒙皮? 加強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?根據(jù)蒙皮的形狀和搭

5、接形式將加強型材制出相應(yīng)的下陷或弧度圖4 -3 蒙皮一般鼓動的加強蒙皮壓坑的修理蒙皮上的壓坑，主要是破壞了蒙皮的光滑外表。?壓坑微小，分布分散、且未破壞內(nèi)部構(gòu)造，那么不必修理。?壓坑較淺，范圍較大，用無銳角且外表光滑的榔頭和木頂塊修整。?壓坑較深，范圍較小，不易整平時，可在壓坑處鉆直徑為45mm孔，用適當?shù)匿摋l打成鉤形，拉起修平，然后用螺紋空心怫釘堵孔。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。然后安裝堵蓋怫釘堵孔。(號)用于非密封艙段的螺檢 (b)用于密封艙段的黑樓1 一蒙皮，2一螺栓；3一墊圈：4自鎖螺母,5密封墊豳；6密封膠網(wǎng)壓

6、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。然后安裝堵蓋怫釘堵孔。壓坑較深，且出現(xiàn)棱角，整形比擬困難裳電上出現(xiàn) 被柏堤箭頭所不為 I整敲方向用4-7整形蒙皮出現(xiàn)械角時的整形與加強蒙皮裂紋的修理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1.5 2mm的方法止裂。止裂孔圖4 -8止裂孔位置的幾種情況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)部怫補一塊與蒙 皮材料一樣、厚度相等的加強片。圖4 - 9外貼蓋板倒角蒙皮破孔的修理圖4-13 托底平補法蒙皮小破孔的無強度修理蒙皮大范圍損傷的修理修理措施：必須更換部分

7、蒙皮，才能恢復(fù)其強度和外形。蒙皮大范圍損傷往往伴隨骨架損傷，為了保持飛機的外形修理順序：先骨架后蒙皮。梁緣條和長桁的修理方法損傷類型：缺口、裂紋、斷裂等。缺口的修理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錘修成光滑的弧形，用砂紙打光后涂上底漆即可。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，并怫上加強片缺口的修理裂紋的修理裂紋長度較小不大于2mm時：采用錯修法。裂紋長度大于2mm,小于構(gòu)件一邊寬度的2/3時：在裂紋的末端鉆小22.5mm的止裂孔后，用加強片加強裂紋長度大于構(gòu)件一邊寬度的 2/3時：在裂紋的末端鉆小22.5mm的止 裂孔后，用與構(gòu)件

8、一樣的型材進展加強。如便于整根取下：采用更換的方法修理，即取下斷裂構(gòu)件，用材料一樣、 規(guī)格相等的型材，制作新構(gòu)件，按原孔怫接。如不便于整根取下：那么接補型材修理。2.3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、肋的外形和強度。變形的修理框、肋的變形多出如今框、肋的腹板上，可采用整形的方法恢復(fù)平整。假如整形后仍有煽動，可在變形部位怫接加強片或型材， 以進步框、肋的穩(wěn) 定性。裂紋的修理框、肋上的裂紋長度 5mm時：對框、肋的強度削弱不多，修理時可在裂 紋端頭鉆直徑1.52mm止裂孔后使用。對于在減輕孔、槽口等原切口邊緣處出現(xiàn)的 不大

9、于5mm的裂紋，可將裂紋 錘修圓滑，不必加強。當框、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。怫一塊與框、肋材料一樣、厚度相等的 加強片。當框、肋上的裂紋長度超過框、肋截面高度的1/3時,使框、肋的強度降低很 多，應(yīng)按框肋的斷裂方法修理。圖4-69隔框裂紋的修D(zhuǎn)理破孔的修理補片ffl4-70翼肋破孔的修理A-A圖4-71翼肋中段的接補修理隔框斷裂的修理三、飛機鋁合金構(gòu)造損傷的事例飛機蒙皮的大面積更換上圖為GAMECO廣州飛機維修工程為南航一架 B-737cL飛機完成了 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。此項工作是 GAMEC

10、O根據(jù)南航要求，按照廠家工程指令對所指定的B-737飛機后機身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 皮進展改裝更換，以此到達飛行平安要求。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準確定位，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身輪廓完美貼合。GAMECO工作團隊通過不斷研究探究，面對和克制了許多由這次首例改裝帶來的技術(shù)和施工難點， 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、以及多處蒙皮補片的重新修復(fù)等。圖3.2飛機裂紋檢測由中國民航地面特種設(shè)備研

11、究基地機器人研究所開發(fā)的飛機外表爬行機器人實驗系統(tǒng)于昨日在我校工程訓(xùn)練中心的波音 737-200和伊爾-18飛機上進展了 測試試驗，對機器人的氣動系統(tǒng)、機械構(gòu)造、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)及 目的檢測系統(tǒng)進展了全面測試，獲得較好效果。該機器人系統(tǒng)可攜帶視覺及電渦 流傳感器，進展飛機蒙皮裂紋與腐蝕等構(gòu)造缺陷的無損自動檢測。目前只有美國等少數(shù)國家正在進展該項研究并已獲得了實用性成果。飛機外表爬行機器人的研 究成功對進步對飛機外表缺陷的檢測精度， 縮短飛機的檢修維護時間，保障檢查 人員的人身平安，具有重要意義。圖3.3F15出現(xiàn)蒙皮裂紋美國？空軍時報？報道 由2007年11月2日密蘇里州空中國民警

12、衛(wèi)隊一架F-15戰(zhàn)機發(fā)生墜毀事故所引起的檢查中，現(xiàn)又發(fā)現(xiàn)了具有一樣裂紋的第9架F-15鷹戰(zhàn)斗機。據(jù)密蘇里州墜機事故調(diào)查委員會的指導(dǎo)稱，其所關(guān)注的問題是F-15戰(zhàn)機蒙皮下的前金屬縱梁，該梁主要支撐駕駛艙和加固該戰(zhàn)機。Ameco順利將一個重達噸的尾翼垂直安定面從一架 A340飛機上拆下，開場 為其施行機身站位80框至87框構(gòu)造框的改裝。四、實際損傷構(gòu)造的修理修理措施:必須更換部分蒙皮，才能恢復(fù)其強度和外形。蒙皮大范圍損傷往往伴隨骨架損傷，為了保持飛機的外形。修理順序：先骨架后蒙皮。更換蒙皮的方法施工步驟：切割損傷蒙皮，制作與怫接襯片，配制新蒙皮，安裝定位和對縫，怫接新蒙 皮。詳細步驟：1切割損傷蒙

13、皮2制作與怫接襯片3配制新蒙皮并安裝定位與對縫4怫接新蒙皮步驟1：切割損傷蒙皮 切割新蒙皮，考前須知：?切割線與構(gòu)架平行，在轉(zhuǎn)角處要挫修成圓角，防止應(yīng)力集中；? 為增加接縫處的穩(wěn)定性，切割線要靠近構(gòu)架，但切割線必須和構(gòu)架保持 一定間隔 一般為4050mm，以便怫接襯片。? 當損傷靠近蒙皮原有的接縫時，應(yīng)用原接縫進展接補。? 切割線應(yīng)盡可能避開怫釘。? 切割下的舊蒙皮，不要隨意剪開或損毀，以便作為制作新蒙皮和新蒙皮 鉆制怫孔的參考。? 損傷蒙皮切割后，鉆去所有與骨架相連的餓怫釘，便可將其撤除步驟2：制作與怫接襯片 襯片的兩種形式:?襯片是一個整條時：桁條、肋框需要制作下陷，使桁條、肋框和蒙皮之間

14、 有一個間隙，以便襯片從間隙中順利通過。特點：蒙皮接縫處的穩(wěn)定性較好，但施工較困難，多用于受力較大的部位。? 襯片分段時：襯片應(yīng)作下陷或彎邊，以便和構(gòu)架怫接為一整體。特點：施工較容易，但接縫處的穩(wěn)定性較差，多用于受力較小的部位。蒙皮襯片分段的襯片襯片應(yīng)作下陷或彎邊，以便和構(gòu)架怫接為一整體。步驟3：配制新蒙皮并安裝定位與對縫新蒙皮的要求：與原蒙皮的材料、厚度一樣。配制方法：按切割下來的舊蒙皮進展劃線，每邊應(yīng)留出一定的加工余量采用測量方法配制等。新蒙皮的定位方法：劃線法；鉆制定位孔法劃線法在新蒙皮和原蒙皮相對應(yīng)的位置上劃出定位線, 準。每次對縫邊都以定位線為基劃定位線鉆制定位孔法在新蒙皮和構(gòu)架上鉆

15、出定位孔不少于 2個，每次對縫修邊時，以定位孔 為基準，確定新蒙皮的安裝位置。圖4-33定位孔定位法新蒙皮對縫的方法：平行線法 步驟:? 用直尺在原蒙皮上劃切割縫的平行線，保持間隔L；? 將新蒙皮安裝定位，在舊蒙皮上劃出間隔 L的平行線，即切割線;? 按切割線剪去新蒙皮的多余材料，挫修邊緣，進展對縫。延長線法步驟：? 用直尺在原蒙皮切割縫的兩端向外劃延長線；? 將新蒙皮安裝定位，用直尺連接延長線，即切割線用特殊工具定位法方法:工具的下端放在切割線上，上端放在新蒙皮上，使下端沿切割縫挪動，上端 也隨之在新蒙皮上劃出切割線。4怫接新蒙皮一一怫孔確實定新蒙皮與襯片怫接：由于襯片上沒有怫釘孔，可同時鉆

16、出。新蒙皮與構(gòu)架怫接：由于構(gòu)架原來已有怫孔，新蒙皮上的怫孔必須和構(gòu)架上的怫 孔一致。新蒙皮與構(gòu)架怫接時，新蒙皮怫孔位置確實定：?假如蒙皮的損傷部位在飛機容易施工的地方，可將新蒙皮固定于損傷處，根據(jù)構(gòu)架怫孔從內(nèi)向外鉆出來確定。?假如蒙皮的損傷部位在飛機較難施工的地方，根據(jù)蒙皮損傷的程度分別確定：當舊蒙皮損壞不嚴重時，經(jīng)整形后，舊蒙皮的怫孔位置沒有變化，可按舊 蒙皮的怫孔來確定。當舊蒙皮損壞嚴重時：用劃線的方法確定怫孔的位置。用定位釘或定位工具確定怫孔的位置。當舊蒙皮損壞嚴重時：用劃線的方法確定怫孔的位置。用定位釘或定位工具確定怫孔的位置。怫接新蒙皮一一怫接的順序?qū)τ趩吻鹊拿善ぃ合肉鰪澢行木€附

17、近的一列怫釘，再依次怫向蒙皮的一端。然后，再從中心線開場依次怫向另一端。對于雙曲度的蒙皮：先從蒙皮的中央開場，逐漸怫向蒙皮的四周。在怫接每個區(qū)域時，應(yīng)按對稱 順序進展。(b)圖4-41從蒙皮中央向四周釧接蒙皮更換時的強度校核略圖4-42蒙皮接縫處載荷的傳遞4.4蒙皮更換后的質(zhì)量檢驗1蒙皮外形的質(zhì)量要求為了使飛機具有良好的空氣動力性能，修理蒙皮時，必須保持機體外形光滑流線，度量外形準確的指標有：a.氣動外緣型值公差：實際切面外形相對理論切面外形允許的偏向。b.氣動外緣波紋度公差：用來控制飛機各部件縱橫向氣動外緣流線光滑度的 公差，用實際外緣與波長之比來度量c.部件的前緣和后緣直線度公差：機體部件的前緣和后緣應(yīng)成直線，無彎度和起 伏。某些部件直線度允許有偏向。d.蒙皮對接公差：部件對合處蒙皮對縫間隙及階差。e.其他指標：操縱面吻合公差、部件對合公差、釘頭凸出量公差等。2蒙皮外形檢查方法檢驗樣板、卡板：檢查外形。直尺：檢查某些部件縱向的直線度。塞尺：檢查對縫間隙。圖4-47檢驗樣板與塞尺(b)附錄自我評價：通過課堂學(xué)習(xí)、上周三的考試和這次論文的大量準備， 我對？飛機構(gòu)造檢修？ 的內(nèi)容有了較高的認識，特別是飛機鋁合金構(gòu)造特點、常見損傷類型和修理方法 有了較為系統(tǒng)的理解。為自己以后從事與此相關(guān)的工作打下了一