一例Cessna172飛機機翼撞鳥后結(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)致飛機結(jié)構(gòu)受損。文章是對某航校一架Cessna172飛機機翼鳥擊后結(jié)構(gòu)損傷進行排故分析，并制定出了合理的修復(fù)措施;為了確保飛行安全，修復(fù)后飛機應(yīng)進行監(jiān)控飛行，文章制定了詳細的監(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? ? ? ? ?文獻標志碼：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飛機在執(zhí)行飛行訓(xùn)練時撞鳥，導(dǎo)致機翼前緣蒙皮兩處變形凹坑，若干個前緣翼肋損毀，需要進行結(jié)構(gòu)修復(fù)來恢復(fù)飛機的適航狀態(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)飛機結(jié)構(gòu)修理手冊與飛機維護手冊，反復(fù)討論形成修理方案，決定對該飛機進行結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)。修復(fù)后飛機性能達到適航要求。

1 機翼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(gòu)成機翼并保持翼型，支撐蒙皮和翼梁以提高其穩(wěn)定性并承受局部載荷。加強翼肋需承受和傳遞較大的集中載荷。

2 機翼損傷情況

2.1 右機翼中段WS57.375-WS85.875站位區(qū)域

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

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

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

（1）右機翼外側(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)成機翼外形，不涉及結(jié)構(gòu)油箱。根據(jù)單發(fā)飛機結(jié)構(gòu)手冊規(guī)定，這類故障可以修復(fù)。

（2）右機翼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行整形收邊，然后按照等強度修理原則，鉚接加強補片將鼓動部分消除。在確定鼓動區(qū)域后，選取長度、寬度與鼓動區(qū)域一致的補片（2024-T3，0.063inch鋁合金），等間距鉆孔后與原機翼蒙皮鉚接，實現(xiàn)內(nèi)部襯補修理。必要時，可將板材折彎成直角狀，以進一步增加其強度。

注意：如果此處前梁外段變相嚴重，無法通過整形恢復(fù)，可采用等強度拼接的方式修復(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度。

（4）右機翼中段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，故只需將變形嚴重的WS71.125和WS，875兩處翼肋更換。

（5）由于右機翼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，所以將右機翼前緣蒙皮整體換新件，前緣蒙皮不進行分段切割。

注意：更換機翼翼肋過程中，要將各個翼肋和導(dǎo)線標記編號存放，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 機翼修復(fù)后的校驗

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

5 監(jiān)控飛行

結(jié)構(gòu)損傷飛機修復(fù)校驗達到適航標準后即可投入飛行，但地面機務(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結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)工作，飛機已安全飛行500余小時，無鉚釘松動、無裂紋，飛機狀況良好，故轉(zhuǎn)為正常飛行訓(xùn)練。Cessna172飛機在使用過程中，出現(xiàn)機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)濟角度也是最優(yōu)的選擇。

參考文獻：

[1]閻成鴻.CESSNA172R型飛機機型培訓(xùn)教程[M].航空工業(yè)出版社，2008.

[2]郝勁松.活塞發(fā)動機飛機結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)[M].兵器工業(yè)出版社，2007.

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