波音747-400機身縱梁整流蒙皮損傷的研究

呂國華

摘要：通過對一起波音747-400飛機維修案例的推演，解釋了在實際生產過程中經常遇到的復合材料結構修理的局限性，并且詳述了完整的修理方案。希望通過本案例的研究，為飛機結構方面的排故提供參考。

關鍵詞：復合材料;熱粘接;完整性

1背景

在波音系列民航客機上，機身整流蒙皮的作用是改善飛機的氣動外形，最大程度地減少空氣阻力。整流蒙皮基本為玻璃纖維蜂窩結構復合材料，優點是大大減輕了部件的重量且便于成型，但帶來的負面影響是整流蒙皮的整體結構強度不高，一些特定部位往往會產生裂紋等損傷。

圖1所示為波音747-400飛機機身縱梁經常發生裂紋的位置。波音結構修理手冊對此給出了永久修理方案，包括濕鋪層粘接修理和預浸布粘接修理，但是根據實際維修經驗，即使按照手冊中給出的方案進行處理，此處在修理后仍會反復產生裂紋，并沒有達到徹底排故的目的。

2原因分析

拆除外部整流蒙皮后對內部結構執行進一步檢查發現，此處裂紋不僅發生在外部蒙皮上，同時也發生在蒙皮內部連接的支架上（見圖2）。而支架上的裂紋導致其支撐作用失效，應力幾乎全部集中在復合材料材質的整流蒙皮上，這是蒙皮不斷產生裂紋的根源。如果不對內部的支架進行維修或更換，外部蒙皮即使完成永久性修理，其結構完整性也無法保證。

3解決方案

如上所述，此處的損傷涉及兩處結構：外部整流蒙皮和內部支架。完整的修復方案應包括對外部整流蒙皮進行熱粘接永久修理（濕鋪層或預浸布），以及對內部支架進行更換或者以舊件為模板制作新件。航線維護情況下的時間可能無法滿足永久修理的工期要求，可考慮執行臨時或過渡修理。根據廠家手冊，不拆除整流蒙皮，僅對蒙皮進行室溫粘接修理也能滿足適航要求（此時的處理為非永久修理，后期需要做進一步處理），如表1所示。

因為損傷區域空間有限，如果對斷裂支架執行加強修理，則會干涉外部整流蒙皮的安裝。最好的處理方法是將其換新。

4案例分析

從對波音747-400機身縱梁整流蒙皮的維護經驗來看，僅使用手冊給出的方案處理損傷沒有完成徹底排故。那么，在復合材料結構的修理中，工作者需要在多大程度上依賴手冊，在什么情況下又需要做一些額外的工作呢？

一般而言，復合材料結構的連接方式分為兩種：沒有固定零部件連接和有固定零部件連接。對于第一種情況，在執行維護工作時，僅按手冊修復損傷的部分即可;對于第二種情況，除了要對可視的損傷結構進行修復外，在條件允許的情況下，應盡量對損傷件連接的零部件進行檢查，如果發現損傷，需要同時修復，只有這樣，才能保證結構整體完整性的有效維護。

5結論

在結構維護中，多數情況下，由于手冊中有現成的維修方案，維護人員往往會忽視對損傷部件內部結構的進一步檢查，可能造成排故不徹底。這種情況下維護人員既要立足于手冊，又不能局限于紙面數據，需要綜合技術手冊和豐富的工作經驗對故障做出正確判斷。