某型飛機翼肋根部裂紋修理方法淺析

摘 要:本文對某型教練機翼肋根部裂紋產生的原因進行了科學的分析，并制定出了合理的修復措施對該機進行修理。修復后的飛機已累計飛行2400多小時，修理部位狀況良好。

關鍵詞:翼肋裂紋應力疲勞修理

中圖分類號:V22文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0112-02

我院機務維護人員在對某型飛機進行2000小時結構檢查時，目視檢查發現左機翼1#翼肋根部位置有一條不規則的痕跡，疑似裂紋;隨后經過著色滲透探傷檢查得以確認(如圖1所示)，裂紋長約8mm。該機使用情況如下:于2006年3月22日進廠進行2000小時結構大檢修，大檢修后使用999:16小時，2269個起落，自開始使用6998:45小時，30215個起落。

1 原因分析

該型飛機是由法國SOCATA公司生產的單發活塞式教練機。采用蒙皮式機身結構和單梁式機翼結構，起落架則采用前三點可收放式布局。起落架的正常收放是依靠液壓力作用來實現的。應急放下有兩套機構，一是通過拉出應急放下操縱手柄來溝通收上和放下管路，起落架依靠自身重力和放下彈簧的共同作用放下鎖好。二是通過操縱座艙內的應急放下手搖泵，依靠手搖泵產生的液壓力作用推動作動筒活塞桿伸出將起落架放下鎖好。

飛機的主起落架是通過安裝在翼梁和前小梁上的底座來進行固定的，而主起落架的鎖定是通過可折撐桿上鎖來實現的。可折撐桿的一端與主起落架相連接，另一端與可折撐桿底座相連接(如圖2所示)。而可折撐桿底座位于1#翼肋與2#翼肋之間的翼梁上(如圖1所示)，它通過12根螺栓固定在翼梁的腹板和緣條上。底座內側上部的一顆固定螺栓是穿過翼梁腹板和1#翼肋彎邊來進行固定的。檢查發現的這條裂紋正好穿過這個螺栓孔，而該螺栓孔位于翼肋彎邊倒角附近，距離翼肋圓弧彎邊非常近。仔細觀察可以發現該螺栓孔并不在同一個平面上，當按照維護手冊規定力矩擰緊此孔中的螺栓時，仍然可以看到螺栓孔周圍邊緣與墊片貼合不好。經過分析可以得出結論:產生裂紋的原因并不是此處材料強度不足，而是由于螺栓孔周圍邊緣受力不均勻導致局部出現了較大的應力集中，再加上飛機頻繁起降在底座上產生的交變應力和沖擊力的共同作用，最終在翼肋根部的螺栓孔周圍產生了裂紋。因此，修理時需要考慮消除此處的應力集中提高結構的抗疲勞強度。

2 采取的修復措施

修理和加強1#翼肋根部區域。切除翼肋根部的裂紋區域，安裝一個角形塊(角鋁)和一塊填隙片(墊片)。具體如下:

2.1 所需的消耗材料

——密封膠PR 1776 A2(BMS 5-45);

——板材2017 T4，厚度0.08 in(2 mm)(參見圖3);

——型材2024 T3，厚度0.08 in(2 mm)(參見圖3);

——Alodine 1200(MIL-C-81706)、防腐底漆;

—— Mastinox 6856 KD(MIL-P-8116D)、丁酮;

2.2 所需的工具

—— 標準的航空維護站工具;

—— 鏜孔工具，直徑0.196 in(5mm);

—— 帶一個切割圓盤〖直徑0.79in(20mm)〗的氣動式微鉆機;

—— 緊固銷(定位銷)，直徑0.126in(3.2mm)，0.157in(4mm)，0.189in(4.8mm)，0.196in(5mm);

—— 鉆頭，30#(直徑3.3mm)，20#(直徑4.1mm)，10#(直徑4.9mm);

2.3 施工步驟

1)拆下上下表面的螺釘(1);廢棄螺帽。拆下可折撐桿底座(3)-參照維護手冊57-20-04章節。

2)拆下并廢棄連接1#翼肋與翼梁的5顆鉚釘(2)。

3)拆下并廢棄連接兩個半翼肋的鉚釘(4)，直到在兩個半翼肋之間能 插入一塊金屬薄片。

4)通過減重孔插入一塊金屬薄片，并確保金屬薄片與翼梁相接觸。

5)在彎曲邊半徑最近點處，畫一條彎曲邊切割線。

6)使用帶切割圓盤的氣動式微鉆機，切割并廢棄彎曲邊。

7)在翼梁上，檢查螺栓孔(7)，其最大磨損尺寸應在0.1987 in(5.048 mm)之內。

8)如果孔徑超差，則按技術說明OPT 10 9293-57中的規定進行修理。

9)取下金屬薄片，清除切口上的毛刺，使用吸塵器清除金屬屑，并使用Alodine 1200和防腐底漆保護裸露的金屬。

10)制作一塊填隙片(8)和一塊角鋁(6)，不要鉆孔-參見圖3。

11)放置角鋁(6)并定中，緊緊壓住角鋁并通過翼梁上現存的孔從后面進行鉆孔，并注意考慮鉚釘(2)和螺栓(7)的初始直徑。

注意:每鉆一個孔后使用銷子定位并檢查其位置是否正確。

12)使用帶有30#(直徑3.3 mm)鉆頭的角(輪手搖)鉆，通過半翼肋上的三個鉚釘孔從后面在角鋁(6)上鉆孔。

13)使用帶有10#(直徑4.9mm)鉆頭的角(輪手搖)鉆，從后面通過半翼肋上的孔(10)在角鋁(6)上鉆孔。

14)根據圖3，細節C，在角鋁上標出三個孔(9)的位置，在角鋁(6)和兩個半翼肋上鉆孔，孔徑為0.129 in(3.3 mm)。

15)用埋頭鉆在角鋁(6)和半翼肋上的鉆孔， 孔徑為0.161 in(4.1 mm)。

16)在翼梁一側，在角鋁(6)上放置填隙片(8)，定中，并且緊緊壓住，從后面鉆三個孔，并用銷子進行定位。

17)使用埋頭鉆鉆4個孔，孔徑為0.192in(4.9mm)，然后進行鏜孔，直到孔徑為0.196in(+0.0007;-0)[5mm(+0.018;-0)]， 使用銷子進行定位。

18)取下填隙片(8)和角鋁(6)，使用吸塵器清除鉆屑。

19)使用Alodine 1200和防腐底漆保護填隙片(8)和角鋁(6)。

20)安裝填隙片(8)和角鋁(6)并在安裝面上涂一層密封膠PR 1776 A2(BMS 5-45)，臨時使用螺桿(5)和(7)固定。

21)在半翼肋上，用銷子進行間隔定位。

23)鉚接前清潔鉚釘頭部，進行濕鉚。

24)取下螺桿(5)和(7)，對螺桿和安裝孔進行清潔。

25)在螺桿(5)和(7)的光滑部分(光桿無螺紋部分)涂一層Mastinox 6856 KD(MIL-P-8116D)。

26)安裝螺桿(5)，件號ZOO.N5101229179，墊片，件號ZOO.N5703036240和螺帽，件號ZOO.N5401458239。

27)將兩塊半翼肋鉚接在一起。

28)使用螺桿(7)，件號ZOO.N5101229189，墊片，件號ZOO.N5703036240和螺帽，件號ZOO.N5401458239安裝可折撐桿底座(3)-參見維護手冊57-20-04章節。

29)安裝螺釘(1)，墊片和新螺帽，件號ZOO.N5401458159。

3 日常維護要求

每100飛行小時，打開飛機機身下部整流罩，目視檢查翼梁上的可折撐桿底座有無松動，翼肋根部的修理加強區域有無裂紋。當飛機出現重著陸時，應重點檢查該部位有無異常情況發生。

4 結語

按照上述方案對該機進行修理后，飛機已投入正常飛行訓練;隨后按照日常維護要求內容進行了定期檢查;目前，飛機已累計飛行2400多小時，修理部位狀況良好，無異常情況發生，說明我們的修理是成功的，修理方案是切實可行的。

參考文獻

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[4]鄭國強等，航空器結構修理.第一冊，17～25.

[5]Single Engine Structural Repair Manual， Cessna Aircraft Company，2006.