一例Cessna172飛機(jī)機(jī)翼撞鳥后結(jié)構(gòu)修復(fù)分析

蔣楊

摘? 要：單發(fā)活塞式飛機(jī)在飛行訓(xùn)練過程中，由于頻繁起降和不規(guī)范操作等都可能導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)受損。文章是對某航校一架Cessna172飛機(jī)機(jī)翼鳥擊后結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行排故分析，并制定出了合理的修復(fù)措施;為了確保飛行安全，修復(fù)后飛機(jī)應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控飛行，文章制定了詳細(xì)的監(jiān)控方案。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)損傷;變形;監(jiān)控飛行

中圖分類號：V224? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）09-0074-02

Abstract： In the process of flight training， the structure of single-engine piston aircraft may be damaged due to frequent take-off and landing and non-standard operation. This paper analyzes the structural damage of the wing of a Cessna172 aircraft after bird strike in a certain aviation school， and works out reasonable repair measures; in order to ensure flight safety， the aircraft should carry out monitoring flight after repair， and a detailed monitoring scheme is developed in this paper.

Keywords： structural damage; deformation; monitoring flight

2019年4月，某航校一架Cessna172飛機(jī)在執(zhí)行飛行訓(xùn)練時撞鳥，導(dǎo)致機(jī)翼前緣蒙皮兩處變形凹坑，若干個前緣翼肋損毀，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)來恢復(fù)飛機(jī)的適航狀態(tài)。在國外廠家修理周期長、修理費用高的情況下，我廠技術(shù)人員按照單發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊與飛機(jī)維護(hù)手冊，反復(fù)討論形成修理方案，決定對該飛機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)。修復(fù)后飛機(jī)性能達(dá)到適航要求。

1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)分析

Cessna172屬于上單翼飛機(jī)，機(jī)翼為全金屬、支柱支撐的半硬殼式結(jié)構(gòu)，每個機(jī)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(qiáng)翼肋。普通翼肋用來構(gòu)成機(jī)翼并保持翼型，支撐蒙皮和翼梁以提高其穩(wěn)定性并承受局部載荷。加強(qiáng)翼肋需承受和傳遞較大的集中載荷。

2 機(jī)翼損傷情況

2.1 右機(jī)翼中段WS57.375-WS85.875站位區(qū)域

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)右機(jī)翼WS57.375-WS85.875站位前緣蒙皮被鳥擊嚴(yán)重變形，形成20cm*15cm*8cm的凹坑;右機(jī)翼WS85.875站位前緣翼肋嚴(yán)重變形，右機(jī)翼WS71.125站位前緣翼肋嚴(yán)重變形，右機(jī)翼WS57.375站位前緣翼肋變形。

2.2 右機(jī)翼外側(cè)WS154.00-WS208.00站位區(qū)域

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)右機(jī)翼WS154.00-WS208.00區(qū)域前緣蒙皮被鳥擊嚴(yán)重變形，形成30cm*18cm*8cm的凹坑;右機(jī)翼WS154.00-WS208.00區(qū)域上、下蒙皮變形，右機(jī)翼WS172.00站位前緣翼肋變形，右機(jī)翼WS190.00站位前緣翼肋嚴(yán)重變形，右機(jī)翼WS208.00站位前緣翼肋和中間翼肋變形，右機(jī)翼WS190.00-WS208.00區(qū)域前部翼梁變形，右翼尖嚴(yán)重毀損。

（1）右機(jī)翼外側(cè)WS154.00-WS208.00站位區(qū)域，此區(qū)域結(jié)構(gòu)相對簡單。前部是一段中間鏤空的前梁，通過普通翼肋、桁條和蒙皮來構(gòu)成機(jī)翼外形，不涉及結(jié)構(gòu)油箱。根據(jù)單發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)手冊規(guī)定，這類故障可以修復(fù)。

（2）右機(jī)翼WS172.00站位翼肋和WS190.00站位翼肋，由于鳥擊沖量過大，翼肋形成死角，無法整形，故直接更換新件。WS208.00站位翼肋和前梁受沖擊力較小，經(jīng)整形恢復(fù)適航形態(tài)。

（3）右機(jī)翼WS154.00-208.00站位變形蒙皮，首先利用敲擊工具將蒙皮形變量減小進(jìn)行整形收邊，然后按照等強(qiáng)度修理原則，鉚接加強(qiáng)補(bǔ)片將鼓動部分消除。在確定鼓動區(qū)域后，選取長度、寬度與鼓動區(qū)域一致的補(bǔ)片（2024-T3，0.063inch鋁合金），等間距鉆孔后與原機(jī)翼蒙皮鉚接，實現(xiàn)內(nèi)部襯補(bǔ)修理。必要時，可將板材折彎成直角狀，以進(jìn)一步增加其強(qiáng)度。

注意：如果此處前梁外段變相嚴(yán)重，無法通過整形恢復(fù)，可采用等強(qiáng)度拼接的方式修復(fù)。應(yīng)采用0.063inch的2024-T3鋁合金板材制作前梁外段，熱處理方式與原材料一致，確保修理后的前梁同等強(qiáng)度。

（4）右機(jī)翼中段WS57.375-WS85.875站位，此區(qū)域位于油箱處施工難度大。經(jīng)檢查前梁正常，故只需將變形嚴(yán)重的WS71.125和WS，875兩處翼肋更換。

（5）由于右機(jī)翼WS57.375-WS85.875站位和WS154.00-208.00站位兩段前緣蒙皮均被鳥擊形成不可逆凹坑，為了便于施工操作，所以將右機(jī)翼前緣蒙皮整體換新件，前緣蒙皮不進(jìn)行分段切割。

注意：更換機(jī)翼翼肋過程中，要將各個翼肋和導(dǎo)線標(biāo)記編號存放，符合先拆后裝原則，避免盲目拆裝。更換前緣蒙皮過程中，定位找孔是關(guān)鍵，根據(jù)新件引導(dǎo)孔位置來確定。

4 機(jī)翼修復(fù)后的校驗

若機(jī)翼前梁外段進(jìn)行了拼接修理，則需對機(jī)翼進(jìn)行扭曲度的校準(zhǔn)，避免機(jī)翼裝上飛機(jī)后，左右機(jī)翼產(chǎn)生的升力不一致導(dǎo)致飛行性能出現(xiàn)偏差。此外，損傷飛機(jī)修復(fù)后還需進(jìn)行水平測量，保證參考點與初始點位置一致，確保飛機(jī)性能達(dá)到適航標(biāo)準(zhǔn)。

5 監(jiān)控飛行

結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)修復(fù)校驗達(dá)到適航標(biāo)準(zhǔn)后即可投入飛行，但地面機(jī)務(wù)人員每天航前航后應(yīng)做好監(jiān)控飛行，目視檢查修理區(qū)域，應(yīng)無蒙皮變形、裂紋，鉚釘脫落等異常，如有應(yīng)報技術(shù)部門重新制定修復(fù)方案，采取恢復(fù)措施。

6 結(jié)束語

我廠按照此維修方案完成了該機(jī)結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)工作，飛機(jī)已安全飛行500余小時，無鉚釘松動、無裂紋，飛機(jī)狀況良好，故轉(zhuǎn)為正常飛行訓(xùn)練。Cessna172飛機(jī)在使用過程中，出現(xiàn)機(jī)翼前緣蒙皮褶皺變形、凹坑，前緣翼肋損毀及前梁外段變形，按照單發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊，均是可以修復(fù)的，從時間效益和經(jīng)濟(jì)角度也是最優(yōu)的選擇。

參考文獻(xiàn)：

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