飞机铝合金结构修理方法研究

飞机铝合金结构修理方法研究

王磊

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西省西安市 710089

摘要：随着我国航运业的快速发展，国内飞机的拥有量也随之暴涨。在飞机使用期间，由于意外撞击、鸟击等意外撞击损伤，或金属结构构件的损伤，导致结构失效问题突出，主要是蒙皮变形、破孔、裂纹等损伤，同时还会引起结构构件（如翼肋、桁条、横梁、隔板等）的变形、裂纹、缺损等。小型飞机铝合金结构的主要作用是保持飞行器的气动外形、承载和传递载荷，起到保证飞行器飞行安全的作用。本文分析了某飞机结构维修规程中有关的规程，简要介绍了小型飞机的铝合金结构维修，并从损伤等级分类、损伤形式和典型损伤修复类型等方面进行了简要的阐述，从而提高了对飞机铝合金结构损伤的认识，并对小型飞机金属结构损伤维修的可靠性，保障飞机运行安全。

关键词：飞机；铝合金结构；维修方法

引言

航空维修是一种时效性强、随机性强、标准特殊、环境恶劣等问题。铝合金是目前各种型号飞机使用最多的材料，其密度小、强度高，被广泛用于飞机的蒙皮、长桁、梁等部件的制作。为了满足现代信息化战争中飞机维修工作的需要，开展了航空维修技术的平战结合，进一步探讨了铝合金材料的维修技术，保证了飞机的维修技术。

1飞机铝合金的结构及特点

1.1蒙皮的结构及特点

蒙皮是由桁梁、纵梁、隔板等构成的机翼骨架外部的维型部件，由粘合剂或铆钉与骨架相连接。机翼采用机壳结构，构成机翼气动外形，以达到良好的气动性能。蒙皮在受到气流的影响后，会向机翼和机翼结构传递作用力，并承受机身和机翼的扭矩，由于蒙皮是直接与外部环境接触的，因此，蒙皮不但要具有高强度、高塑性，还要具有高的耐磨性和耐磨性。

1.2构架、部件结构及特点

大梁、桁条、翼助和隔框等构成了飞机机身的框架，同时也起到保持机身横截面和保持气动外形的作用。采用焊接、胶接、机械连接等技术构成了飞机的总体框架，能够承受起落、起飞、降落等不同姿态下的气动、剪切、弯矩等不同的载荷。因此，对组装的质量、强度、使用寿命和可靠性都有重要的要求。

2飞机铝合金结构的修理标准

2.1蒙皮的修理标准

（1）蒙皮表面光滑

飞机的蒙皮维修时，要使其表面光洁。不得有压伤、划伤、鼓动、凹陷等异常情况。

（2）恢复原有外形

飞机的表面修复，应保留其原来的外观。为了使机翼具有较好的气动特性，机翼的前缘要大于后缘；翼展比翼弦方向高；对上侧的需求高于下侧的需求。

（3）接缝间隙均匀

飞机蒙皮修补时，机翼蒙皮、机翼、缝线等必须是一致的，并符合相关技术规定。

（4）保持原有强度

在飞机表面修复时，其强度不会比原来的强度低。通常维修时，要在每个边缝上都要有两行铆钉。

2.2构架、部件的修理标准

（1）保持足够的强度

大梁、隔框和桁条等主要用于承载飞行器的负荷，因此维修后要保证其强度。

（2）保持构架的原有外形

机翼的外形是否合适，将会对飞机的飞行性能产生直接的影响，因此在维修后要保证其原有的外观。

（3）尽量少增加构架的重量

如果增加太多的质量，会影响飞机的飞行性能，所以在保证其强度和外观的前提下，在维修后，要尽可能地减少结构的重量。

3铝合金结构典型修理方法简析

3.1铝合金蒙皮损伤修理

(1)蒙皮变形（凹坑、凸起）.蒙皮的形变是由于在正常的使用和偶然的碰撞中，由于蒙皮的刚性不够而导致的塑性变形。对这种损伤，首先要对损伤部位、损伤程度、承载能力进行检验。一般采用整形修补，对承重部位进行整形后再根据情况进行增补。对于损坏较大且不能修复的气动外形，必须采取挖补修复的方法。

(2)蒙皮裂纹。钻孔止裂孔：在出现裂缝的情况下，可以采取止裂法。在确定裂缝的扩展方向时，要按说明书上所建议的孔径尺寸来确定止裂孔的位置。在止裂孔完成后，对裸露的金属进行防护，以避免金属的侵蚀。强化修补：承载蒙皮或裂纹较大时，应在裂纹部位的内侧（或外侧）进行补焊，以加固。补片材料、厚度与损伤部位的蒙皮基本一致；固定件数及定位；增加了补板的尺寸，并对补板的强度进行了计算，避免了修补后的局部应力集中。

(3)蒙皮破孔修复。在蒙皮穿孔直径不大且不影响蒙皮强度的前提下，可按穿孔部位进行无强度修补，也就是不计强度，仅恢复蒙皮表面的气动外形。

3.2铝合金翼肋、隔框构件的损伤修理

(1)变形修理。在肋、框腹板中，变形是最常见的破坏形式。局部变形可以通过局部成形来修复。如果塑料材料的延展、凸起或凹陷，为了避免结构失稳，为了满足结构的结构强度，可以在修复部分设置加固板或型材。加固片的材料和厚度应与修复的材料一致，并按损伤区域的大小和强度，确定加固片的几何尺寸、数量和位置。

(2)裂缝修补请参阅工厂 SRM规范，对于未受力部位的构件，可以采取暂时修复的方法，如止裂孔、锉修等。

裂纹较为严重：在裂缝的末端，应该进行止裂（或对损伤部位进行切割）。在受损部位用补强片进行铆接（如果是挖补，则需安装填补片），加强片、填补片的设计要求与基体材料、厚度相同。根据损伤面积、材料性能参数、位置限制等因素，对加固件尺寸进行了计算，并确定了相应的数量和位置。

(3)对于结构复杂，承载形式多样，损伤形式复杂的部件，或者出现的裂缝，符合航空公司结构维修说明书的更换要求，必须进行更换。

3.3铝合金桁、梁修理

(1)缺口修理。对于微小切口的损坏，只需要将切口破损处修锉成平滑的弧形，然后用砂纸打磨抛光，然后再涂上底漆。

缺口处的尺寸尺寸大（沿着构件的横断面），经过验证，该损伤对结构的弯、剪、扭载荷有一定的影响，需要对切口进行切割、修整，在切口处设置相同几何尺寸的补片，并安装补片，确保结构强度，有关补片材质、尺寸要求参见结构维修手册。

(2)裂纹修理。根据裂纹在构件横断面上的长度，可以采取不同的维修方法。对于微小裂缝的破坏，可以通过修锉法将破损部位进行抛光，使其产生光滑、过度的圆弧，以避免应力集中。对于大裂缝，首先要在裂缝的末端钻孔，然后根据构件的断面大小，设计加固方法，可以采用补板加固，也可以采用相同材料的型材进行加固。

(3)型材断裂接补修理。型材补强有三种形式：内部补强（补强补强）、外补补、两侧补补。接补型材应选择与受损构件同样的型材，并按几何尺寸对补型材进行倒角，以确保受损构件与接补型材的结合紧密。

在修复之前，需要对补型材进行尺寸、强度等方面的尺寸、强度等方面的设计。同时，这种维修通常也会增加局部重量，应进行相应的重量变化、平衡计算，并对飞机的重量平衡进行修正。

结语

综上所述，飞机在战斗中，在平时的训练中，都会受到各种环境的影响。损伤部位、形态、原因错综复杂。在确定结构损伤时，必须先确定损伤部位、形态、损伤程度；其次，通过查阅相关的数据，判断受损程度，进行损伤评定，制订维修计划；准备好航材和工具，并组织有资格的维修人员进行维修。保证飞机在最短时间内进入作战和飞行培训，保证飞行的安全性。

参考文献

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