一例Cessna172飛機沖出跑道結構損傷恢復分析

蔣楊

摘? 要：單發活塞式飛機在飛行訓練過程中，由于頻繁起降和不規范操作等都可能導致飛機結構受損。文章是對某航校一架Cessna172飛機沖出跑道結構損傷進行排故分析，并制定出了合理的修復措施;為了確保飛行安全，修復后飛機應進行監控飛行，文章制定了詳細的監控方案。

關鍵詞：結構損傷;變形;監控飛行

中圖分類號：V22 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）30-0074-02

Abstract： In the process of flight training， the structure of single piston aircraft may be damaged due to frequent takeoff and landing and irregular operation. In this paper， the structural damage of an Cessna172 aircraft rushed out of the runway is analyzed， and the reasonable repair measures are worked out. In order to ensure the flight safety， the aircraft should carry on the monitoring flight after the repair; therefore， this paper formulates the detailed monitoring scheme.

Keywords： structural damage; deformation; monitoring flight

2019年2月，某航校一架Cessna172飛機在執行飛行訓練著陸時，由于離地1米左右姿勢大、速度小，導致以失速狀態接地，接地后向左30度方向沖出跑道，左、右機翼受損，機尾擦地，需要進行結構修復以恢復飛機的適航狀態。自國內通航引進Cessna172飛機以來，已出現多起結構損傷事故。以前出現此類故障皆是通過整體機翼換件方式來進行修復，但考慮到通航運營的經濟性及換件航材等待的時間成本，因此對結構損傷飛機進行修復才是最劃算的。

1 機翼結構分析

Cessna172屬于上單翼飛機，機翼為全金屬、支柱支撐的半硬殼式結構，每個機翼包括一個翼片及一個整體油箱、副翼和襟翼。翼肋包括普通翼肋和加強翼肋。普通翼肋用來構成機翼并保持翼型，支撐蒙皮和翼梁以提高其穩定性并承受局部載荷。加強翼肋需承受和傳遞較大的集中載荷。機翼站位和內部結構詳見（圖1）。

2 機翼損傷情況和修復措施分析

2.1 左機翼損傷修理

經檢查發現左機翼翼尖擦地破損，左機翼WS208.00站位中間翼肋尾部擦地，輕微損傷;左副翼外側擦地，外側翼肋和上下蒙皮局部破損。

左機翼翼尖由于粉碎性破損且無法修復，故直接更換。左機翼WS208.00翼肋是輕微擦地損傷，因此我們對翼肋尾部進行打磨、整形，對修理部位做防水處理。左副翼修理，需鉆掉副翼外側翼肋（0523811-0）上的鉚釘，取下翼肋。切割破損的副翼上下蒙皮，用2024-T3鋁合金板材對副翼外側蒙皮實施拼接修理（圖2）。鉚接新的副翼翼肋。

注意：盡量少的切割副翼蒙皮，避免對飛機造成二次損傷。

2.2 右機翼損傷修理

2.2.1 經檢查發現右機翼翼尖擦地破損，右副翼蒙皮輕微變形。

2.2.2 右機翼WS190.00-WS208.00站位上、下蒙皮鼓動變形。

2.2.3 右機翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動變形。

2.2.4 右機翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形。

2.2.5 右機翼WS208.00站位中間翼肋變形。

2.3 右機翼對應的修復措施

2.3.1 右機翼翼尖由于粉碎性破損且無法修復，故直接更換。右副翼蒙皮無裂紋，經整形后，使其恢復到原始流線型。

2.3.2 右機翼WS190.00-208.00站位鼓動變形蒙皮首先進行整形收邊將變形量減小，然后通過等強度修理鉚接加強將蒙皮鼓動部分消除。在確定鼓動區域后，選取長度、寬度與鼓動區域一致的補片（2024-T3，0.063inch鋁合金），等間距鉆孔后與原機翼蒙皮鉚接，實現內部襯補修理。必要時，將板材折彎成直角狀，以進一步增加其強度（圖3、圖4）。

2.3.3 右機翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動變形，首先對此處蒙皮整形，然后按等強度修補原則在鼓動區域蓋補一塊長度、寬度相同的補片。注意：補片制作后應與機翼蒙皮呈同一平面，保持貼合（圖5）。

2.3.4 右機翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形，經整形后可恢復其流線型。在這個區域，機翼結構相對簡單。根據單發飛機結構修理手冊，普通翼肋、桁條和蒙皮均可更換。若是前梁外段變形，則采用切割拼接的方法進行修復。按照等強度修理原則，用0.063inch的2024-T3鋁合金制作新的前梁外段，以保證修理后的大梁滿足等強度要求。

2.3.5 右機翼WS208.00站位中間翼肋變形，由圖可知，中間翼肋變形量很大，整形已經不能恢復其流線型。采取內部拼接的方式進行修復。

3 機尾擦地損傷和修復措施分析

飛機著陸操作不當導致機身尾部觸地，尾椎系留環折斷，蒙皮處有褶皺，斷面較為平整;蒙皮擦傷，損傷面積約為2*3cm;尾部隔框磨損，磨損面積約為2*1.6cm;尾部方向舵下部整流罩擦傷，損傷面積約2.6*4cm。通過受力分析，我們知道機身尾部直接觸地導致機身尾部結構非正常受力超過結構承載能力，造成隔框、蒙皮、方向舵整流罩損傷、裂紋（圖6）。

根據Cessna172飛機AMM手冊要求，對尾部隔框損傷部位進行探傷，檢查無裂紋后繼續使用。對尾部蒙皮、加強件進行檢查，確保無裂紋、鉚釘固定良好。用0.032inch厚的2024-T3鋁合金板材制作補片對受損蒙皮進行補強修理并作防腐處理。更換機身尾部系留環（圖7）。

4 監控飛行

執機單位應在飛機完成修復投入飛行后，對結構損傷修理區域進行監控檢查：首次50飛行小時、之后每100飛行小時目視檢查修理區域，應無變形、裂紋、鉚釘脫落等異常，如有應立即采取恢復措施。

5 結束語

我廠已按照此方案完成對該機的修復工作，修復后的飛機使用狀況良好，無裂紋等異常發生，修復后安全飛行400余小時，因此取消了監控飛行，轉為正常飛行訓練。飛機在使用過程，出現機翼結構損傷，包括外緣蒙皮、翼肋以及前梁外段變形均是可以修復的，從經濟角度和時間角度都是最優的方案。

參考文獻：

[1]閻成鴻.Cessna172R型飛機機型培訓教程[M].航空工業出版社，2008.

[2]郝勁松.活塞發動機飛機結構與系統[M].兵器工業出版社，2007.

[3]Cessna AircraftCompany.Cessna172R/172SMaintenanceManual[S].Cessna Aircraft Company，R22.