TB20飛機輪艙區(qū)域地板典型裂紋的修理

龍小輝

摘 要：TB20飛機輪艙區(qū)域地板裂紋是一起典型故障，具有普遍性。文章對裂紋成因進行了充分的理論分析，并制訂了合理的修理方案進行修理。消除了該機型的一個故障隱患，保證了飛行安全。

關(guān)鍵詞：裂紋；交變應(yīng)力；疲勞破壞

引言

TB20飛機是一種單發(fā)輕型飛機，該機屬于全金屬結(jié)構(gòu)，懸臂式下單翼，全動平尾，四座，并列式座艙，前三點收放式起落架[1]。飛機具有結(jié)構(gòu)合理，外形美觀，重量較輕，操縱靈活，安定性較好和比較省油的特點，適合于晝夜間簡單氣象和復(fù)雜氣象條件飛行，是一種較為理想的初級教練機。在實際使用過程中，飛機輪艙區(qū)域地板處會出現(xiàn)裂紋，裂紋位于地板上的地毯安裝卡座處。如果不及時采取修理措施，裂紋將不斷擴展，最終地板將脫開，會導(dǎo)致人員受傷和主起落架卡阻無法收放的嚴(yán)重事故。經(jīng)普查發(fā)現(xiàn)，在學(xué)院十余架該型飛機上都存在這個故障，占我院該型機群的50%。屬于一種典型裂紋故障。輪艙地板典型裂紋詳見圖1。

1 裂紋產(chǎn)生的原因分析

輪艙地板也就是座艙地板。在駕駛艙內(nèi)，后排座椅前面位置下部正是輪艙地板。座艙地板上履蓋了一層地毯，地毯使用塑料卡座和卡頭來進行固定的。卡座是固定在輪艙地板上的，先在輪艙地板鉆安裝孔，再將塑料卡座壓入安裝孔；安裝地毯時，先將地毯鋪好，安裝孔正對地板上的塑料卡座，再將卡頭壓入卡座。后排乘員進入駕駛艙時，乘員的重量全部由輪艙地板承受；而當(dāng)乘員在后排座椅上就座后，腿腳的力量也全部由輪艙地板承受。因此，輪艙地板受到的下受力是比較大的，屬于集中載荷。為了提高座艙地板靜強度，廠家在制造時，特意在地板上壓出環(huán)狀凸邊。從圖1可以看出，其中一個塑料卡座安裝孔正好位于環(huán)狀凸邊處。

輪艙地板又是主起落架艙的一部分，當(dāng)主起落架收上時，是依靠主輪臂與輪艙地板下的限動膠塊相接觸來進行限動和定位的。因此，輪艙地板也會受到一個向上的作用力，地板將向上移動而發(fā)生形變，當(dāng)起落架放下時，作用在輪艙地板上的作用力消失，地板回彈又恢復(fù)到其初始狀態(tài)。由于該機是用作初級教練機，因而起降非常頻繁，飛機每起降一次，起落架將收放一次，則輪艙地板將發(fā)生一次彈性變形回彈。

交變應(yīng)力是構(gòu)件上隨時間周期變化的應(yīng)力。交變應(yīng)力作用下構(gòu)件的破壞稱疲勞破壞。這種交變應(yīng)力會引起構(gòu)件的突然斷裂，且斷裂前無明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效。疲勞失效的原因是構(gòu)件尺寸突變或內(nèi)部缺陷部位的應(yīng)力集中誘發(fā)微裂紋；在交變應(yīng)力作用下，微裂紋不斷萌生、集結(jié)、溝通，形成宏觀裂紋并突然斷裂[2]。因此，起落架收放時作用在輪艙地板上的力就是一種交變應(yīng)力。在交變應(yīng)力的作用下，輪艙地板將會產(chǎn)生微裂紋。從圖1可以看出，裂紋出現(xiàn)在地板環(huán)狀凸邊附近的塑料卡座安裝孔處，此處正是尺寸的突變區(qū)域，出現(xiàn)了較大的應(yīng)力集中，容易首先產(chǎn)生微裂紋。微裂紋處地板在交變應(yīng)力和集中載荷的雙重作用下，裂紋不斷擴展，最終地板將開裂失效。

2 修理方法

修理的總原則是采用等強度修理方法來恢復(fù)輪艙地板的強度。可以采取切割方式切除損傷部位，使用相同材料和厚度的鋁板制作補片。切除損傷區(qū)域和制作補片時，應(yīng)注意防腐。應(yīng)徹底清除修理部位的腐蝕、雜質(zhì)和水分等；補片制作好后，也應(yīng)進行防腐處理。在鉚接時，應(yīng)使用防腐密封膠進行濕鉚。所制定的修理方案如下：

2.1 裂紋區(qū)域的去除[3]-參見圖2

2.1.1 拆掉并廢棄中央隔框與兩個輪艙之間的三顆空心鉚釘；回收（保留）后支撐片。

2.1.2 拆掉并廢棄固定輪艙（1）與地板的埋頭鉚釘。

2.1.3 取下輪艙（1）。

2.1.4 用地板P/N TB20 21005108制作加強片（3）。

2.1.5 用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆對加強片進行防護處理。

2.1.6 按給定尺寸居中放置加強片（3）。

2.1.7 在地板上鉆兩個直徑0.161in（4.1mm）的孔，并安裝緊固銷釘。

2.1.8 在地板上標(biāo)記出將要切除區(qū)（2）的十五個孔的位置。

2.1.9 取出加強片（3），根據(jù)孔的位置標(biāo)記出切除區(qū)（2），并確保孔距邊緣至少0.315in。

2.1.10 確保整個裂紋應(yīng)在切除區(qū)域。

2.1.11 取下切除區(qū)（2）內(nèi)的地毯鎖扣。

2.1.12 進行切割，去除毛刺并用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆保護裸露的金屬。

2.2 加強片安裝[4]-（參見圖2）

2.2.1 用銷釘固定加強片（3），鉆地板上的孔，孔鉆徑為0.161in并逐一用銷釘固定。

2.2.2 在加強片（3）上鉆輪艙（1）的安裝孔，孔徑0.13in。

2.2.3 在輪艙（1）上標(biāo)記并鉆另外四個相同距離的直徑為0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.4 用銷釘將輪艙（1）固定于地板上，在地板和加強片（3）上鉆四個直徑0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.5 取下加強片（3）和輪艙（1），去除孔上的毛刺，用吸塵器清除鉆屑。

實際制作的加強片實圖詳見圖3。

2.2.6 在加強片（3）地板結(jié)合面涂密封膠PR 1776 A2（BMS 5-45）。

2.2.7 在地板上放置加強片（3）并用銷釘隔孔固定。

2.2.8 放置輪艙（1）并用銷釘隔孔固定。

2.2.9 用銷釘將輪艙（1）和后支撐片固定在中央隔框上。

2.2.10 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5521668402在直徑為0.161英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.11 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010在直徑為0.13英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.12 安裝三個空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010，將中央隔框固定在輪艙（1）上。

2.2.13 用干凈擦布沾丁酮（M.E.K.）擦掉多余的密封膠。

2.2.14 在加強片（3）的周圍邊緣、上下地板邊緣涂密封膠PR 1776 B2（BMS 5-45）。

加裝補片進行修理后的輪艙地板修理效果圖，詳見圖4。

2.2.15 安裝地毯鎖扣。

3 結(jié)束語

對輪艙區(qū)域地板典型裂紋的修理，是對該機型的一個典型故障的徹底解決，消除了故障隱患，保證了飛行安全。通過原因分析，從理論上明白了裂紋成因，便于在今后的維護工作中更好地運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻

[1]TB20 Maintenance Manual[Z].2007：725-742.

[2]工程力學(xué)14-1[Z].306-309.

[3]SOCATA OPT10 9299-53 Wheel well floor repair[Z].3-6.

[4]航空器結(jié)構(gòu)修理（STR）第一冊 STR01金屬結(jié)構(gòu)修理[Z].56-73.endprint

摘 要：TB20飛機輪艙區(qū)域地板裂紋是一起典型故障，具有普遍性。文章對裂紋成因進行了充分的理論分析，并制訂了合理的修理方案進行修理。消除了該機型的一個故障隱患，保證了飛行安全。

關(guān)鍵詞：裂紋；交變應(yīng)力；疲勞破壞

引言

TB20飛機是一種單發(fā)輕型飛機，該機屬于全金屬結(jié)構(gòu)，懸臂式下單翼，全動平尾，四座，并列式座艙，前三點收放式起落架[1]。飛機具有結(jié)構(gòu)合理，外形美觀，重量較輕，操縱靈活，安定性較好和比較省油的特點，適合于晝夜間簡單氣象和復(fù)雜氣象條件飛行，是一種較為理想的初級教練機。在實際使用過程中，飛機輪艙區(qū)域地板處會出現(xiàn)裂紋，裂紋位于地板上的地毯安裝卡座處。如果不及時采取修理措施，裂紋將不斷擴展，最終地板將脫開，會導(dǎo)致人員受傷和主起落架卡阻無法收放的嚴(yán)重事故。經(jīng)普查發(fā)現(xiàn)，在學(xué)院十余架該型飛機上都存在這個故障，占我院該型機群的50%。屬于一種典型裂紋故障。輪艙地板典型裂紋詳見圖1。

1 裂紋產(chǎn)生的原因分析

輪艙地板也就是座艙地板。在駕駛艙內(nèi)，后排座椅前面位置下部正是輪艙地板。座艙地板上履蓋了一層地毯，地毯使用塑料卡座和卡頭來進行固定的。卡座是固定在輪艙地板上的，先在輪艙地板鉆安裝孔，再將塑料卡座壓入安裝孔；安裝地毯時，先將地毯鋪好，安裝孔正對地板上的塑料卡座，再將卡頭壓入卡座。后排乘員進入駕駛艙時，乘員的重量全部由輪艙地板承受；而當(dāng)乘員在后排座椅上就座后，腿腳的力量也全部由輪艙地板承受。因此，輪艙地板受到的下受力是比較大的，屬于集中載荷。為了提高座艙地板靜強度，廠家在制造時，特意在地板上壓出環(huán)狀凸邊。從圖1可以看出，其中一個塑料卡座安裝孔正好位于環(huán)狀凸邊處。

輪艙地板又是主起落架艙的一部分，當(dāng)主起落架收上時，是依靠主輪臂與輪艙地板下的限動膠塊相接觸來進行限動和定位的。因此，輪艙地板也會受到一個向上的作用力，地板將向上移動而發(fā)生形變，當(dāng)起落架放下時，作用在輪艙地板上的作用力消失，地板回彈又恢復(fù)到其初始狀態(tài)。由于該機是用作初級教練機，因而起降非常頻繁，飛機每起降一次，起落架將收放一次，則輪艙地板將發(fā)生一次彈性變形回彈。

交變應(yīng)力是構(gòu)件上隨時間周期變化的應(yīng)力。交變應(yīng)力作用下構(gòu)件的破壞稱疲勞破壞。這種交變應(yīng)力會引起構(gòu)件的突然斷裂，且斷裂前無明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效。疲勞失效的原因是構(gòu)件尺寸突變或內(nèi)部缺陷部位的應(yīng)力集中誘發(fā)微裂紋；在交變應(yīng)力作用下，微裂紋不斷萌生、集結(jié)、溝通，形成宏觀裂紋并突然斷裂[2]。因此，起落架收放時作用在輪艙地板上的力就是一種交變應(yīng)力。在交變應(yīng)力的作用下，輪艙地板將會產(chǎn)生微裂紋。從圖1可以看出，裂紋出現(xiàn)在地板環(huán)狀凸邊附近的塑料卡座安裝孔處，此處正是尺寸的突變區(qū)域，出現(xiàn)了較大的應(yīng)力集中，容易首先產(chǎn)生微裂紋。微裂紋處地板在交變應(yīng)力和集中載荷的雙重作用下，裂紋不斷擴展，最終地板將開裂失效。

2 修理方法

修理的總原則是采用等強度修理方法來恢復(fù)輪艙地板的強度。可以采取切割方式切除損傷部位，使用相同材料和厚度的鋁板制作補片。切除損傷區(qū)域和制作補片時，應(yīng)注意防腐。應(yīng)徹底清除修理部位的腐蝕、雜質(zhì)和水分等；補片制作好后，也應(yīng)進行防腐處理。在鉚接時，應(yīng)使用防腐密封膠進行濕鉚。所制定的修理方案如下：

2.1 裂紋區(qū)域的去除[3]-參見圖2

2.1.1 拆掉并廢棄中央隔框與兩個輪艙之間的三顆空心鉚釘；回收（保留）后支撐片。

2.1.2 拆掉并廢棄固定輪艙（1）與地板的埋頭鉚釘。

2.1.3 取下輪艙（1）。

2.1.4 用地板P/N TB20 21005108制作加強片（3）。

2.1.5 用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆對加強片進行防護處理。

2.1.6 按給定尺寸居中放置加強片（3）。

2.1.7 在地板上鉆兩個直徑0.161in（4.1mm）的孔，并安裝緊固銷釘。

2.1.8 在地板上標(biāo)記出將要切除區(qū)（2）的十五個孔的位置。

2.1.9 取出加強片（3），根據(jù)孔的位置標(biāo)記出切除區(qū)（2），并確保孔距邊緣至少0.315in。

2.1.10 確保整個裂紋應(yīng)在切除區(qū)域。

2.1.11 取下切除區(qū)（2）內(nèi)的地毯鎖扣。

2.1.12 進行切割，去除毛刺并用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆保護裸露的金屬。

2.2 加強片安裝[4]-（參見圖2）

2.2.1 用銷釘固定加強片（3），鉆地板上的孔，孔鉆徑為0.161in并逐一用銷釘固定。

2.2.2 在加強片（3）上鉆輪艙（1）的安裝孔，孔徑0.13in。

2.2.3 在輪艙（1）上標(biāo)記并鉆另外四個相同距離的直徑為0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.4 用銷釘將輪艙（1）固定于地板上，在地板和加強片（3）上鉆四個直徑0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.5 取下加強片（3）和輪艙（1），去除孔上的毛刺，用吸塵器清除鉆屑。

實際制作的加強片實圖詳見圖3。

2.2.6 在加強片（3）地板結(jié)合面涂密封膠PR 1776 A2（BMS 5-45）。

2.2.7 在地板上放置加強片（3）并用銷釘隔孔固定。

2.2.8 放置輪艙（1）并用銷釘隔孔固定。

2.2.9 用銷釘將輪艙（1）和后支撐片固定在中央隔框上。

2.2.10 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5521668402在直徑為0.161英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.11 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010在直徑為0.13英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.12 安裝三個空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010，將中央隔框固定在輪艙（1）上。

2.2.13 用干凈擦布沾丁酮（M.E.K.）擦掉多余的密封膠。

2.2.14 在加強片（3）的周圍邊緣、上下地板邊緣涂密封膠PR 1776 B2（BMS 5-45）。

加裝補片進行修理后的輪艙地板修理效果圖，詳見圖4。

2.2.15 安裝地毯鎖扣。

3 結(jié)束語

對輪艙區(qū)域地板典型裂紋的修理，是對該機型的一個典型故障的徹底解決，消除了故障隱患，保證了飛行安全。通過原因分析，從理論上明白了裂紋成因，便于在今后的維護工作中更好地運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻

[1]TB20 Maintenance Manual[Z].2007：725-742.

[2]工程力學(xué)14-1[Z].306-309.

[3]SOCATA OPT10 9299-53 Wheel well floor repair[Z].3-6.

[4]航空器結(jié)構(gòu)修理（STR）第一冊 STR01金屬結(jié)構(gòu)修理[Z].56-73.endprint

摘 要：TB20飛機輪艙區(qū)域地板裂紋是一起典型故障，具有普遍性。文章對裂紋成因進行了充分的理論分析，并制訂了合理的修理方案進行修理。消除了該機型的一個故障隱患，保證了飛行安全。

關(guān)鍵詞：裂紋；交變應(yīng)力；疲勞破壞

引言

TB20飛機是一種單發(fā)輕型飛機，該機屬于全金屬結(jié)構(gòu)，懸臂式下單翼，全動平尾，四座，并列式座艙，前三點收放式起落架[1]。飛機具有結(jié)構(gòu)合理，外形美觀，重量較輕，操縱靈活，安定性較好和比較省油的特點，適合于晝夜間簡單氣象和復(fù)雜氣象條件飛行，是一種較為理想的初級教練機。在實際使用過程中，飛機輪艙區(qū)域地板處會出現(xiàn)裂紋，裂紋位于地板上的地毯安裝卡座處。如果不及時采取修理措施，裂紋將不斷擴展，最終地板將脫開，會導(dǎo)致人員受傷和主起落架卡阻無法收放的嚴(yán)重事故。經(jīng)普查發(fā)現(xiàn)，在學(xué)院十余架該型飛機上都存在這個故障，占我院該型機群的50%。屬于一種典型裂紋故障。輪艙地板典型裂紋詳見圖1。

1 裂紋產(chǎn)生的原因分析

輪艙地板也就是座艙地板。在駕駛艙內(nèi)，后排座椅前面位置下部正是輪艙地板。座艙地板上履蓋了一層地毯，地毯使用塑料卡座和卡頭來進行固定的。卡座是固定在輪艙地板上的，先在輪艙地板鉆安裝孔，再將塑料卡座壓入安裝孔；安裝地毯時，先將地毯鋪好，安裝孔正對地板上的塑料卡座，再將卡頭壓入卡座。后排乘員進入駕駛艙時，乘員的重量全部由輪艙地板承受；而當(dāng)乘員在后排座椅上就座后，腿腳的力量也全部由輪艙地板承受。因此，輪艙地板受到的下受力是比較大的，屬于集中載荷。為了提高座艙地板靜強度，廠家在制造時，特意在地板上壓出環(huán)狀凸邊。從圖1可以看出，其中一個塑料卡座安裝孔正好位于環(huán)狀凸邊處。

輪艙地板又是主起落架艙的一部分，當(dāng)主起落架收上時，是依靠主輪臂與輪艙地板下的限動膠塊相接觸來進行限動和定位的。因此，輪艙地板也會受到一個向上的作用力，地板將向上移動而發(fā)生形變，當(dāng)起落架放下時，作用在輪艙地板上的作用力消失，地板回彈又恢復(fù)到其初始狀態(tài)。由于該機是用作初級教練機，因而起降非常頻繁，飛機每起降一次，起落架將收放一次，則輪艙地板將發(fā)生一次彈性變形回彈。

交變應(yīng)力是構(gòu)件上隨時間周期變化的應(yīng)力。交變應(yīng)力作用下構(gòu)件的破壞稱疲勞破壞。這種交變應(yīng)力會引起構(gòu)件的突然斷裂，且斷裂前無明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為疲勞失效。疲勞失效的原因是構(gòu)件尺寸突變或內(nèi)部缺陷部位的應(yīng)力集中誘發(fā)微裂紋；在交變應(yīng)力作用下，微裂紋不斷萌生、集結(jié)、溝通，形成宏觀裂紋并突然斷裂[2]。因此，起落架收放時作用在輪艙地板上的力就是一種交變應(yīng)力。在交變應(yīng)力的作用下，輪艙地板將會產(chǎn)生微裂紋。從圖1可以看出，裂紋出現(xiàn)在地板環(huán)狀凸邊附近的塑料卡座安裝孔處，此處正是尺寸的突變區(qū)域，出現(xiàn)了較大的應(yīng)力集中，容易首先產(chǎn)生微裂紋。微裂紋處地板在交變應(yīng)力和集中載荷的雙重作用下，裂紋不斷擴展，最終地板將開裂失效。

2 修理方法

修理的總原則是采用等強度修理方法來恢復(fù)輪艙地板的強度。可以采取切割方式切除損傷部位，使用相同材料和厚度的鋁板制作補片。切除損傷區(qū)域和制作補片時，應(yīng)注意防腐。應(yīng)徹底清除修理部位的腐蝕、雜質(zhì)和水分等；補片制作好后，也應(yīng)進行防腐處理。在鉚接時，應(yīng)使用防腐密封膠進行濕鉚。所制定的修理方案如下：

2.1 裂紋區(qū)域的去除[3]-參見圖2

2.1.1 拆掉并廢棄中央隔框與兩個輪艙之間的三顆空心鉚釘；回收（保留）后支撐片。

2.1.2 拆掉并廢棄固定輪艙（1）與地板的埋頭鉚釘。

2.1.3 取下輪艙（1）。

2.1.4 用地板P/N TB20 21005108制作加強片（3）。

2.1.5 用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆對加強片進行防護處理。

2.1.6 按給定尺寸居中放置加強片（3）。

2.1.7 在地板上鉆兩個直徑0.161in（4.1mm）的孔，并安裝緊固銷釘。

2.1.8 在地板上標(biāo)記出將要切除區(qū)（2）的十五個孔的位置。

2.1.9 取出加強片（3），根據(jù)孔的位置標(biāo)記出切除區(qū)（2），并確保孔距邊緣至少0.315in。

2.1.10 確保整個裂紋應(yīng)在切除區(qū)域。

2.1.11 取下切除區(qū)（2）內(nèi)的地毯鎖扣。

2.1.12 進行切割，去除毛刺并用Alodine 1200（MIL-C-81706）和防腐底漆保護裸露的金屬。

2.2 加強片安裝[4]-（參見圖2）

2.2.1 用銷釘固定加強片（3），鉆地板上的孔，孔鉆徑為0.161in并逐一用銷釘固定。

2.2.2 在加強片（3）上鉆輪艙（1）的安裝孔，孔徑0.13in。

2.2.3 在輪艙（1）上標(biāo)記并鉆另外四個相同距離的直徑為0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.4 用銷釘將輪艙（1）固定于地板上，在地板和加強片（3）上鉆四個直徑0.13英寸的附加孔（4）。

2.2.5 取下加強片（3）和輪艙（1），去除孔上的毛刺，用吸塵器清除鉆屑。

實際制作的加強片實圖詳見圖3。

2.2.6 在加強片（3）地板結(jié)合面涂密封膠PR 1776 A2（BMS 5-45）。

2.2.7 在地板上放置加強片（3）并用銷釘隔孔固定。

2.2.8 放置輪艙（1）并用銷釘隔孔固定。

2.2.9 用銷釘將輪艙（1）和后支撐片固定在中央隔框上。

2.2.10 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5521668402在直徑為0.161英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.11 使用空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010在直徑為0.13英寸的孔內(nèi)進行濕鉚。

2.2.12 安裝三個空心鉚釘P/N ZOO.N5529308010，將中央隔框固定在輪艙（1）上。

2.2.13 用干凈擦布沾丁酮（M.E.K.）擦掉多余的密封膠。

2.2.14 在加強片（3）的周圍邊緣、上下地板邊緣涂密封膠PR 1776 B2（BMS 5-45）。

加裝補片進行修理后的輪艙地板修理效果圖，詳見圖4。

2.2.15 安裝地毯鎖扣。

3 結(jié)束語

對輪艙區(qū)域地板典型裂紋的修理，是對該機型的一個典型故障的徹底解決，消除了故障隱患，保證了飛行安全。通過原因分析，從理論上明白了裂紋成因，便于在今后的維護工作中更好地運用相關(guān)知識解決實際問題。

參考文獻

[1]TB20 Maintenance Manual[Z].2007：725-742.

[2]工程力學(xué)14-1[Z].306-309.

[3]SOCATA OPT10 9299-53 Wheel well floor repair[Z].3-6.

[4]航空器結(jié)構(gòu)修理（STR）第一冊 STR01金屬結(jié)構(gòu)修理[Z].56-73.endprint