淺論空中客車A320系列飛機FR43隔框的改裝與偏差

王永剛

【摘 要】空中客車部分批次A318/319/320/321飛機涉及到FR43隔框改裝工作，通過增加加強支架以改善局部受力，增加結構強度。整個改裝工作有完整的方案，但改裝工作的執行過程卻有不少細節需要各航空公司依據自身現狀適當修正。

【關鍵詞】隔框；改裝；空中客車；工程指令

1 改裝工作的由來

在空中客車公司進行的全尺寸疲勞測試中，發現A320系列飛機在FR43框左側和右側側盒梁凸緣處出現裂紋[1]。裂紋主要集中在FR43框左側和右側側盒梁上凸緣的三個緊固件孔孔壁周圍。出于適航安全的考慮，要求各航空公司根據適用情況，完成相關工程指令（EO-2012-A320-53-075-R1）[2]的檢查，并且之后以不超過7500FC或15000FH的重復檢查間隔，先到為準，對FR43隔框左右側S15加強筋區域的側盒梁凸緣執行旋轉渦流探傷檢查。在執行工程指令中所要求的任何檢查過程中，如果發現裂紋，下個飛行前，聯系空客申請經過批準的修理方案，并根據修理方案完成相應措施。同時要求，自飛機首飛后，在達到48000FC或96000FH前，先到為準，根據EO-2013-A320-53-018-R1或后續版本，執行改裝。改裝工作完成后則相應的重復性檢查要求自行終止。

東方航空公司對其B-2400飛機進行10C檢時，首次執行該工程指令（EO-2012-A320-53-075-R1）的檢查工作，在飛機FR43隔框右側S15加強筋區域發現裂紋。裂紋位于S15加強筋上側的緊固件孔孔壁，且通過擴孔不能消除裂紋。之后在東航機隊飛機的9C、10C檢時，又陸續發現幾起FR43框左側和右側側盒梁凸緣處出現裂紋的案例。由于前期已經完成航材與工具的準備，在完成工程指令的檢查要求后，東方航空公司立即又執行了空客SB A320-53-1251 R1，對扭力盒一側S15長桁下側板處進行加強接頭改裝工作以終止重復檢查工作，確保飛機安全運行。

出現裂紋的飛機為空中客車某些批次的A318/319/320/321飛機，國內多家航空公司均有運營。但是由于改裝工作具有嚴謹性和一直性[3]，在執行改裝時的方案不會有明顯差別。在此筆者也就以自身所從事過的幾起改裝工作為例，淺論該項改裝工作的細節與偏差。

2 改裝方案執行概述

空中客車公司給出的改裝方案，依據飛機構型的不同略有差異。但這種差異主要是考慮緊固件邊距等細節造成的，區別不大。在改裝前確認飛機的構型和改裝包的件號能確保改裝工作的正確執行。

整個改裝過程可以概述如下：從外部接近飛機主起落架艙內FR43隔框附近區域，拆除該區域的重力放起落架裝置附件，同時從客艙內部拆除FR43附近區域的座椅和地板，拆除空調管路，以便為改裝工作清理出空間。拆除壓力板上的海洛克螺釘，撬起壓力板后切除在該區域存在干擾的加強筋并將切除面打磨光滑。同時若S15加強筋上側的緊固件孔孔壁有裂紋時則將出現裂紋的梁凸緣切除并打磨光滑。對兩個完成打磨的切除面進行高頻渦流探傷檢查，確認無損傷后進行加強支架的安裝工作。若S15加強筋上側的緊固件孔孔壁無裂紋出現，則不必執行改裝工作中的梁凸緣的切除與修理步驟，僅僅在切除加強筋并確認切除面打磨光滑無損傷的情況下即可執行下一步工作。安裝加強支架，在完成加強支架的安裝工作后開始施工區域的恢復工作。在壓力板上擴孔并安裝新的海洛克螺釘，安裝新的重力放起落架裝置附件，安裝空調管路并安裝修形后的空調管路支架，安裝客艙地板和座椅。在完成恢復工作后進行相應的清理和測試工作，改裝完成。

在進入加強支架安裝步驟后，工作的重點在加強支架的定位與復孔。為保證加強支架的安裝精度，改裝包中的加強支架僅僅有三個初始定位孔，其余緊固件孔均需要后期加工。由于工作區域管路、線路復雜，即使在拆除大量設備裝置后，工作區域依舊十分狹小，無法實現加強支架直接在安裝位置復孔。而反思裂紋出現的原因也不難發現，FR43隔框區域恰恰位于主起落架影響區域，受力極大且頻繁。若是加強支架的定位不準，緊固件孔與飛機側盒梁上的孔無法有效對齊無疑會形成以下三種后果：支架本身與側盒梁的型面無法緊密貼合，緊固件無法穿過與之過盈配合的緊固件孔或強行穿過后形成損傷，或是為安裝緊固件而反復鉸孔，造成孔徑增大過盈配合效果大大削弱甚至消失。而此三種后果，無論哪一種無疑都會使加強接頭的強化作用大打折扣甚至是改裝失敗。

航材改裝包中給出的加強支架僅有三個初始定位孔，這三個孔與側盒梁上的三個緊固件孔相對應。但是在改裝工作中這三個孔僅僅用于輔助定位，在將支架各孔加工完畢后確認這三個孔依舊在許可范圍之內才擴孔到許可尺寸。在改裝伊始就將這三個孔擴孔到位，筆者認為不是良策。主要原因在于這三個孔集中處于支架的遠端，且相對于支架三個型面要加工的42個孔而言，這三個孔始終數目占比過小，且處在同一平面，定位的效應較差[4]。

結合航空公司實際，筆者認為較為有效的定位方法為：在完成切割區域的探傷工作后，將加強支架比對到位，至少在兩個型面用C型夾夾持以保證支架貼緊飛機側盒梁型面。此時觀察支架三個初始孔是否在側盒梁上相應孔的孔徑范圍之內。若偏差較大則輕敲支架調整并在孔中安裝定位銷輔助定位。至此則加強支架的安裝位置確定，所有孔的后期加工均需以保證加強支架在此位置的安裝為前提。此時用記號筆在側盒梁上描出加強支架的外輪廓，再反手透過側盒梁減重孔，將側盒梁立面的初始孔位置描到支架上。所描下的位置僅僅作為參考，卻不可以此為依據制孔。依據加強支架立面的形狀加工明板。將明板貼合側盒梁立面復孔，再將明板取下，貼合支架立面，參照描下的孔的位置定位鉆孔，完成加強支架立面的復孔工作。此時加工的所有孔的孔徑均與側盒梁原始孔孔徑相同。用這些完成初始加工的孔為依據，將加強支架用均布的定位銷在大梁上拉緊。參照側盒梁凸緣上的原始孔，完成加強支架其余型面的復孔工作并在適當位置安裝定位銷。至此，則可通過不斷替換定位銷的位置，將各型面的孔依次擴孔、鉸孔到目的尺寸并完成部分孔的冷擠壓工作。

3 改裝偏差的探討

在整個改裝過程中，空中客車公司給出的改裝方案得以嚴格執行是毋庸置疑的。但是與生產廠家不同，航空公司所做的飛機改裝由于是已投入運營的飛機，所有機載設備均已安裝到位。即使在評估后給出了相應的拆裝方案，依舊難免存在改裝空間中設備互相干涉的情況。更不用說雙方在工具設備、生產條件方面的差異，單純以生產狀態下給出的改裝方案具體到航空公司的實際工作狀態時，難免會出現某些工作細節上的執行困難。對于這些困難，若是影響工藝標準，影響改裝質量的，自然毫無商討余地，哪怕是重新評估也要嚴格執行。但是對于某些施工細節，可能僅僅是由于評估環境的不同造成的差異，筆者覺得可以在此類問題上進行權衡，允許改裝方案適當修改，做出略有偏差的執行。

正如FR43隔框的改裝工作，按照方案要求，改裝區域壓力板上的74顆海洛克螺釘要全部拆除并在恢復時更換加大一級的海洛克螺釘。縱觀整個改裝過程不難發現，這一步驟的主要意義在于壓力板與側盒梁上凸緣搭接，拆下螺釘松開壓力板后才能為凸緣的切割與修理工作騰出空間。然而凸緣的切割與修理工作僅僅存在于緊固件孔壁出現裂紋的情況下，有相當數量的改裝是終止檢查任務的改裝，由于裂紋尚未出現并不需要進行側盒梁上凸緣的切割與修理工作，此時松開壓力板的意義已經不大。

而僅就需要松開壓力板的情況而言，全部拆除海洛克螺釘后會出現這樣一個困難：壓力板遠端有三個釘孔位置與油管、導線相隔較近，在擴孔與鉸孔時，鉆頭與鉸刀難以擺正，鉸孔的難度較大，同時安裝新的海洛克螺釘時也難以使用震槍安裝。而這三顆海洛克螺釘對于撬起壓力板的影響已經不大。那么能不能夠對這三顆海洛克螺釘不拆也不加大呢？甚至是在整個改裝工作中允許航空公司自行評估更換壓力板上海洛克螺釘的數目呢？對于這一執行偏差，由于有悖于改裝方案，在目前的改裝工作中顯然是不允許的。但是隨著改裝方案的不斷優化，會不會出現類似的改進也未可知。

4 改裝中應注意的細節

整個FR43隔框的改裝工作工作量大且需要不同部門配合，在改裝工作的執行過程中各個部門對時間節點的把握都是比較嚴格的。在改裝過程中注意細節，減少差錯和彌補差錯所浪費的時間，無疑有利于改裝工作的順利完成。綜合幾次改裝工作的經驗，筆者覺得有下述幾個細節值得注意。

4.1 注意鉸孔的精度，在許可的公差范圍內選取較為緊密的配合

加強支架由39顆海洛克螺釘安裝到位，其中立面的18顆海洛克螺釘需要透過側盒梁的減重孔反手安裝。在過盈配合的范圍內，若選取較大的孔徑，可能存在安裝過程中由于扭矩過大造成釘桿旋轉的情況。為保證螺母安裝到位，剪切環順利剪斷，需要用內六角工具對釘桿進行固定。但是反手安裝且又空間狹小的情況下使用內六角工具難度可想而知。反倒是選取較緊配合，增加釘桿的夾緊力度更為方便安裝。當然釘桿的安裝方向也要切實注意，由于配合較緊，若是出現釘桿安裝方向錯誤，再退出釘桿調整時就費工費力了。

4.2 加強支架部分釘孔端銑時注意找準垂直面

端銑平面與釘孔軸線垂直是一個顯而易見的常識，但在端銑選取作為基準的垂直面時還是具有一定迷惑性的。主要是需要端銑的平面均是順機身方向略有傾斜的，呈左右對稱狀態。在單獨端銑加強支架時，由于沒有了機身的比對，傾斜趨勢不明顯，難免會銑錯方向，或是顧此失彼，銑對了這個卻銑錯那個。在此唯有多加注意，空間換算較為模糊時不妨直接放到飛機上比對確定后再銑。

4.3 做好導線的防護

在改裝工作區有不少導線接頭松開，導線處于松動狀態。在改裝過程中為了保證鉆頭、鉸刀的垂直，需要不斷調整導線的位置。這也就增加了導線與機身結構件磨擦造成損壞的概率。在整個改裝過程中要做好這些導線的防護，避免導線磨斷或絕緣層破損的情況。在進行恢復工作時也要注意檢查這些導線的破損情況和防護物的撤離情況[5]。

【參考文獻】

[1]AIRBUS.STRUCTURAL REPAIR MANUAL[M].2002-02-07.

[2]劉淵.EO-2012-A320-53-075-R1，東航股份工程技術公司，2013-11-26.

[3]王細洋.航空概論[M].航空工業出版社，2006-07-01.

[4]陸寧，樊江玲.機械原理[M].清華大學出版社，2012-7-16.

[5]里斯邁爾.維修與維修人員[M].中國民航出版社，2003-09-01.

[責任編輯：王楠]