飞机结构修理部位的可检性与耐久性研究

飞机结构修理部位的可检性与耐久性研究

林海生

深圳航空有限责任公司　 518128

摘要：为了提高飞机的飞行安全，本文对飞机结构修理部位的可检性与耐久性进行了研究，文章主要对飞机结构修理部可检性的类型、特点及重要性进行分析，提出了一些关于如何提升飞机结构修理耐久性的有效对策，希望通过这些分析有效提升飞机的使用寿命，提高飞机的飞行安全，加强我国航天事业的发展。

关键词：飞机结构修理；可检性；耐久性

前言：飞机作为一种重要的交通工具载体，具有速度快，方便快捷的特点，与地面交通不同的是，飞机的运行环境较为特殊，尤其是受到气候因素的影响下较为严重，在长时间的运行过程中不可避免的出现各种各样的故障问题，需要及时的修理，保障飞机安全使用，在修理过程中还要保障修理部位的可检性以及耐久性来分析与提升。

1. 修理部位的可检性分析

1.1修理类型的定义及分类

大部分飞机的结构修理类型主要分为4种，即A、B、C、D三种类型。

A种类型是一种永久性的修理类型，主要是针对飞机的次要结构的修理类型。除了飞机平常维修计划中的基本检查要求外，不需要进行额外的检查。

B种类型和A种类型一样，也是一种永久性修理类型，主要针对的也是飞机的次要结构的修理类型。但是在长期的维修经验中，大部分的B类修理的首检时间非常的长，超过了飞机本身的设计寿命，因此在除了飞机平常维修计划中的基本检查要求外，还需要进行额外的补充检查。

C类修理类型是一种临时性的修理，主要是针对于飞机结构的限时修理，除了在飞机平常维修计划中的基本检查要求外，还需要在飞机起飞前有限的时间对有问题的零件进行修理更换。

D类修理类型，又叫大修，主要针对的是飞机长期运行后的全面检修，而且相较于其他三种类型D种修理是必须在维修基地的c车间内进行的，并且D种类型也是最高级别的检修。一般D检的飞机飞行时间在1万个小时以上，大部分的飞机在D检中更换或改装大部件。

综上所述，A类是不需要进行额外的检查的，航空公司对此类型不需要更新维修计划，而B类、C类的修理类型都是需要额外的检查，这就需要航空公司对此更新维修计划，并且包含着这些结构修理的额外检查要求，D类作为最高级的维修，需要有强大的维修水平以及专业的团队。

1.2修理部位的检查周期

一般飞机结构的修理部位，规定为百分之80的飞机设计使用寿命作为检查周期，在首次检测期间，当补片终止在桁条时就需要进行适当缩减。另外不同飞机类型的修理部位检测的周期有所不同，设定上有所偏差，这点上也需要充分的进行考虑，在修理问题上，比如在修理飞机疲劳裂纹损伤时，随着补片厚度的不断加强，检查的周期也要相对的缩减一些。

2. 提升飞机结构修理部位耐久性的有效策略

2.1稳定飞机修理部位的结构刚度

在飞机正常工作的运作下，修理部位的紧固件与连接件是处于可控制变形范围的，但是在飞机超过极限的飞行下，修理部位当中的紧固件与连接件就会处于不可控制的变形当中，会使零件发生严重的变形变异，严重危害飞机的安全程度，在飞行中存在着不小的安全隐患，根据这一受力特性分析，要想提升飞机结构修理部件的耐久性，就需要加强紧固件与连接件的抗性，防止过高的变形，具体的提升点可以为将紧固件与连接件两端改成圆形形状，或者是台阶状以及分层状，改成圆形形状两个端头的厚度应为圆形契板的二分之一，长度小于5个紧固件长。改成分层形状时，最薄层应该位于最外层，用来提高稳固性。

2.2强化飞机修理技术

飞机长时间的飞行，一些零件不可避免的出现老化，疲劳，腐化的现象，对于飞机翼梁下缘条部位出现老化情况时，采用连接强化技术，能够有效的增加机翼的使用寿命，改善机翼机构的耐久性^[1]。在面对孔采问题上大于25毫米时采用喷丸强化技术，小于25毫米时或者深孔大于孔径的三倍，采用冷挤压强化技术，或者当紧固件边距小于等于二倍时，就不能采用冷挤压强化技术，应该采用的是衬套强化技术。这是因为小的边距不能对挤压区提供足够的约束。会降低飞机零件的使用寿命^[2]。

2.3减少过多的加厚补强件或者连接件

在修理蒙皮或者腹板当中，补强件或者连接件厚度比原来的厚度要加3级或者4级，材料不同厚度也就不同，原材料为铝合金时，补强件或者连接件的厚度比原来加厚百分之40，原材料为铝铜合金时，补强件或者连接件的厚度比原来加厚百分之30，从耐久性的考虑来看，补强件或者连接件不应该过多的加厚，这样会导致修理部位的耐久性降低，如果原来蒙皮的厚度为40毫米，补强的厚度为45时，相对的寿命为1年半，当补强不厚度为72毫米时，寿命为半年多，降低了百分之40左右，由此可以看出，补强件或者连接件不应该过多的加厚。

2.4原紧固件孔变为零计时孔

为了改善飞机修理部位的耐久性，常常需要原结构件上的紧固件孔，采用高频涡流进行检查，在检查完孔壁没有破损时，再进行17分之一的扩孔，如果孔壁的表面状态会影响到高频涡流检查时，需要进行64分之一的扩孔，进而使原紧固件孔成为零计时孔。

2.5避免埋头孔出现刀刃状

在维修采用埋头孔时，埋头孔的深度应当满足板件厚度的要求，一般来说，埋头孔的深度要小于等于板件厚度的深度，正常是不小于等于0.69，最大的不能超过0.9，如果埋头孔的深度要大于板件厚度的四分之三时，就会出现刀刃的形状，被连接的疲劳寿命仅为紧固件的百分之25，明显的缩短了紧固件的使用寿命，降低紧固件的安全。

2.6将受力大的紧固件换成新的

如果原有的紧固件在飞行的过程中受力的面积较大，老化较为严重，因此在桁条的外面增加一个新的紧固件进行修理，这种修理方式一般采用的是外部补贴修理时，可以明显的改善修理部位的耐久性，这种修理方法一般采用三种检测方法，第一在外部采用低频涡流检查，第二是内部采用高频涡流检查，第三是在内部进行目视检查。第一种方法需要进行补充检查，只能适用于低频涡流，具有一定的局限性。第二种修理施工难度较大，采用的外部修理，不适用于内部修理，但是内部补贴修理的施工比外部修理的施工容易的多。第三种是在适用于内部修理，当使用零计时的原有紧固件进行内部补贴修理时，加强补片的尺寸，可以将飞机的使用寿命到达百分之80左右，这样远远的超过了飞机的使用寿命。

结语：随着我国航天事业的发展，飞机结构部位的修复问题越来越重要，本身飞机的结构就较为复杂，飞机修理部位的检查与耐久性也是一项极其复杂艰难的工程，我国现有的飞机修理技术不是很完善，缺少专业的修理团队，技术方面还有待提高，另外飞机修理工作人员需要依据不同的修理部位，修理的具体情况设置出合适的检查周期，并采取有效的措施方法，在过程中只有从实际出发，飞机的结构修理才能进行全面的检查，减少事故的发生率，增强飞机的耐久性。

参考文献：

[1]刘松良.大型航空锻件材料及成形技术应用现状[J].大型铸锻件,2021(06):16-18.

[2]向宗威,冯广,姜义尧.飞机起落架结构间隙对摆振稳定性影响研究进展[J/OL].航空工程进展:1-10[2021-11-12].