某型無人機機腹積水的分析與排除

聶凱元 裴志強 曾傑

摘 要：某型無人機外場停放過程中，在雨后機身腹部蒙皮內發現大量積水，在熱蒸發下水汽到達機身各個部位再次凝結造成多個產品進水，若不及時處理，極易發生各種故障。針對這一現象，經對蒙布及機體堵塞分析原因，最終定位出現積水原因，提出了解決方案并驗證其有效性。

關鍵詞：積水;機腹;進氣道;蒙布

1 故障描述

某型無人機在外場進行短時停放，機體已經安裝了進氣道、發動機尾噴口堵塞保護和全機蒙布防護，在陣雨過后檢查發現無人機機腹的蒙皮內存有大量積水，在太陽照射下水蒸汽已經隨無人機機體的空隙到達全機身的各個位置并凝結水滴。若不對積水原因進行分析排除，必然導致各種事故的發生，從而會對無人機帶來不可估量的影響。

2 原理分析

無人機在地面停放過程中，需要對無人機進行防護。進氣道唇口和發動機尾噴口需要使用專用的堵塞進行防護，防止鳥或者沙塵雜物進入進氣道，在發動機高速旋轉時打壞發動機葉片。無人機整體需要蒙布全方位進行遮蓋防護，可以有效地防風防雨防日曬。

進氣道唇口和尾噴口堵塞是由高彈填充物外面包覆織物組成。擠壓后與飛機進氣道唇口和尾噴口緊密過盈壓配合，擠壓后的形狀與進氣道唇口和尾噴口外形一致。可以對無人機內部形成有效地防護。

無人機蒙布外形與機體、放電刷及各天線匹配。蒙布不是一個整體，而是由多個蒙布拼接而成，蒙布與蒙布之間用魔術貼粘連，覆蓋到全機身，由綁帶固定在機體表面。安裝拆卸操作簡單快速，安裝后貼合機體外形，可以防止風吹日曬雨淋，保證涂層及無人機蒙皮壽命。

無人機機體內之間有空隙，雨水進入機體后會匯集到機身低處，在機腹蒙皮造成大量積水，在打開機腹蒙皮后，可以看到在蒙皮上存積了大量的雨水，積水在溫度上升后形成的水蒸汽順著機體內空隙到達機體每個角落，再次凝成水滴。

機翼翼尖航行燈燈罩可以明顯看到水珠凝結，影響航行燈的亮度，機頭的攝像頭會產生霧化，影響攝像的清晰度，嚴重時直接白茫茫一片，完全無法使用。機體各產品及電纜也收到不同程度的影響。還有多項產品報故，經分析是均受到水汽影響。

3 問題分析

在積水的蒙皮那開始查找雨水匯集的源頭，分析有兩個可能的地方，一個是進氣道唇口進入流經發動機艙最后匯集到機體腹部，一個是尾噴口進入流經發動機艙最后匯集到機體腹部。由于無人機在機腹積水不是單一偶發現象，而是只要有雨就會出現積水的批次性現象。所以應該是從蒙布和堵塞等分析共有的問題。

3.1 堵塞問題分析

1）經現場逐個檢查發現尾噴口堵塞和尾噴口之間存在斷續的長度不到20 mm左右肉眼可見的縫隙。經分析是因為尾噴口平面比較大，堵塞又比較薄，在長時間使用后高彈填充物存在輕微的型變，造成堵塞和尾噴口之間貼合不嚴密，雨水會順著縫隙進入機體內部，最終匯聚到機腹蒙皮內。

2）經檢查發現進氣道唇口堵塞和進氣道唇口貼合比較嚴密。在雨后取下進氣道唇口堵塞發現堵塞有吸水，用力擠壓堵塞可以擠出水來，雖然不是特別嚴重但是考慮長時間堵塞吸水也可能會造成滲漏的問題。

3.2 蒙布問題分析

蒙布是防水防雨防日曬的，經現場逐個檢查分析，在機體背部的各天線處、V尾上的放電刷等尖銳凸起等部位檢查沒有發現蒙布破損或漏水現象，在蒙布本身和蒙布之間連接處也沒有發現有透光透風等現象，在機身下部蒙布是用綁帶捆綁固定的，存在一定的空隙，但是日照和雨淋可以防護的很好，而且萬一進水還能有效地流出不產生積水。在淋雨時鉆進蒙布內檢查發現蒙布和蒙布連接處的魔術貼部位會出現滲水，蒙布上的針眼會滲水。雖然滲水量不大，但是多個地方匯集最終會出現雨水滲漏到機體表面的現象。

4 問題排除

4.1 堵塞問題排除

針對以上故障樹及原因分析，開展了如下工作。

1）高彈填充物的堵塞和無人機機體存在過盈壓配合，但是如果高彈填充物壓縮過大會對無人機殼體存在應力，長時間應力過大有可能會造成殼體變形，如果使用的堵蓋材質太硬的話會影響復合材質的壽命。所以把尾噴口堵塞加厚并做成梯型可以解決尾噴口和堵塞間存在縫隙的問題。

2）將所有高彈填充物外包裹的織物換成防水織物，就可以有效地避免滲漏問題。

4.2 蒙布問題排除

針對以上故障樹及原因分析，開展了如下工作。

蒙布要求使用安全便捷、封嚴性高，防風防雨防日曬，由于機體過大，蒙布不能使用一整塊。如果使用一整塊蒙布，一是操作復雜，二是容易掛壞天線、放電刷和蒙布，三是無法保證蒙布和機體殼體之間的繃緊度，織物本身受氣動拍打、震顫運動而導致蒙皮損壞。

所以在保證不對現在蒙布布局改變的情況下對蒙布進行修補，一是在蒙布和蒙布連接處加大搭接覆蓋面積可以有效地避免魔術貼和針眼與雨水直接接觸，從而避免滲漏。二是使用防雨防水膠水涂抹針眼位置，保證雨水不會從針眼位置滲入。

4.3 蒙皮積水問題排除

在積水的蒙皮處，經過分析在蒙皮的低點開一個排水孔，用來保證即使有滲水的情況發生也不會在蒙皮處產生積水。

綜上分析，從源頭入手，蒙布、進氣道和尾噴口的堵塞改進可以避免雨水滲漏的問題，蒙皮增加排水孔可以保證不出現積水的問題。最終可以避免水汽到達機體各處造成故障。

5 措施與結論

根據上述研究，制定以下措施：

1）與堵塞和蒙布制造廠聯系，由廠家派人到現場進行改進，保證堵塞和蒙布能夠起到防護作用，不出現滲水的問題。

2）由制造廠家派專業人員在機腹蒙皮處增加排水孔。

按照以上改進措施改進后，后續對無人機使用狀態進行監測，使用狀態反饋良好，沒有發生由于積水問題引發的各項故障。

參考文獻：

[1] 歐陽紹修，海軍特種飛機結構腐蝕維護和修理指南 [J]航空工業出版社，2019，（4）。

[2]張建華，飛機結構戰傷搶修 [J]國防工業出版社，2007，（1）。

作者簡介：

聶凱元，工程師，從事飛機任務系統修理研究和現場處理工作。

（石家莊海山實業發展總公司，河北 石家莊 050208）