飛機整體油箱密封技術概述

趙愛瑩

【摘 要】主要從密封形式、結構設計、密封劑等方面介紹了飛機整體油箱密封設計的關鍵技術點，對飛機整體油箱密封設計有一定的參考價值。

【關鍵詞】整體油箱；密封；結構

0 引言

飛機整體油箱利用飛機上的結構空間經過密封直接來存貯燃油，具有載油量多、重量輕、便于維護等優點，同時還能大大提高飛機的飛行性能，改善飛機的經濟性。所以，現代飛機普遍采用整體油箱設計。

密封技術是整體油箱設計的最關鍵問題之一。首先，密封能保證整體油箱不漏油，從而保證飛行的安全；其次，密封還有防腐作用。在飛機整體油箱設計過程中必須考慮密封形式、結構形式、密封劑種類等幾個主要方面。本文針對上述幾個方面對飛機整體油箱的密封技術進行了概述，對飛機整體油箱的密封設計具有一定的指導意義。

1 飛機整體油箱的密封形式

作為油箱邊界的接縫、連接、拐角、組合件、檢查口等都必須密封。

為了保證密封的可靠性和耐久性，必須正確選擇合理的密封形式。飛機整體油箱的密封形式主要有以下幾種。

1）填角密封

填角密封是主要密封，作為裝配后密封的主要方法。因為這種密封便于修理，是最常用的密封型式。

為了保證密封質量，控制結構重量，填角密封應有一定的形狀和尺寸要求。

應把填角密封布置在連接處不受載一側[1]，見圖1。這樣可以防止結構受載時密封處張開，并避免密封可能的疲勞和破壞。

圖1 填角密封位置

2）貼合面密封

貼合面密封為輔助密封，這是一種裝配前密封。由于這種密封難于檢查和修理，一般不作為主要密封。

3）注射密封

溝槽用注射密封，這是裝配后密封，它既可作為主要密封，也可以作為輔助密封，取決于它如何使用。當它用來提供連續密封時，為主要密封；而當它用作填角密封支持時，則為輔助密封。

4）填隙密封

填隙密封一般用作輔助密封，用以堵塞油箱結構的孔道、空腔、接縫等。

5）組合密封型式

為了提高密封可靠性，達到絕對級密封，可以采用多種密封型式的組合。例如填角密封與貼合面密封組合；自密封緊固件與填角密封組合。見圖2。

圖2 組合密封形式

6）機械密封件

當有可卸的零件或裝配件（例如口蓋）穿過油箱密封面時，應采用可更換機械密封件，例如O型圈，橡膠板，聚四氟乙烯板等。

7）緊固件的密封

緊固件密封應以配合為主，密封劑為輔。

應推廣采用自密封緊固件：自密封高鎖螺栓、普通螺栓和托板螺母；自密封無耳托板螺母；自封鉚接等。自密封緊固件無需再涂膠密封。

應推廣使用干涉配合連接。干涉配合不但可以密封油箱，還可以提高抗疲勞性能。

所有穿過密封面的緊固件要通過機械密封件或密封劑密封。緊固件的密封都采用填角密封。

2 飛機整體油箱的設計考慮

為保證整體油箱的密封性，結構設計應至少從以下三個方面進行考慮。

1）變形控制

密封劑的變形能力應與結構變形一致，避免結構變形過大導致的密封失效。同時應控制相鄰結構間剛度差異，避免因剛度差距過大變形不均衡引起的密封破壞。

2）緊固件

穿過油箱邊界的緊固件應有自密封功能，同時應滿足密封所要求的緊固件間距及邊距要求。

3）密封

油箱邊界處密封一般采用混合式密封，一般為貼合面密封+緊固件濕安裝+填角密封+緊固件封包。

4）設計補償

細節設計中，要考慮合理的設計補償，減少強迫裝配，保證裝配質量。

總之，結構設計時應盡量減少作為油箱邊界的零件數量，盡量設計整體零件。同時，還應合理布置結構，使結構縫隙、用于連接的緊固件盡量安排在油箱外面。

3 飛機整體油箱密封劑

飛機整體油箱用密封劑必須有優良的耐油性，具有較好的耐介質、耐寒、耐老化和良好粘接性能，并能防止霉菌滋生。應用于飛機整體油箱的密封劑類型主要有聚硫橡膠系列（PS），丁腈橡膠（NBR）、有機硅膩子（SR）、氟硅橡膠（FSR）、氟硅苯撐型密封劑等[2]。目前，在飛機整體油箱中大量使用的密封劑是室溫硫化聚硫密封劑。

4 結語

飛機整體油箱密封技術隨著新型自封緊固件、新型密封劑、新型密封技術及工藝的出現而不斷發展。作為飛機結構設計工程師，必須密切關注先進密封設計技術的發展現狀。

【參考文獻】

[1]王瀚，王義山，王仁法，等.飛機設計手冊：第十冊 結構設計[M].北京：航空工業出版社，1994：593-616.

[2]胡琳.飛機整體油箱密封劑分析[J].民用飛機設計與研究，2001（2）：21.

[責任編輯：鄧麗麗]