民用飛機固定后緣可拆卸壁板優化研究

劉力搏

【摘 要】民用飛機固定后緣可拆卸壁板作為維持氣動外形的次承力結構，高剛度、輕量化、良好的工藝性、低成本是其主要性能指標，本文以國產某型機為例研究固定后緣可拆卸壁板的優化，提出了一種碳纖維復材夾芯結構的方案。

【關鍵詞】鋁合金層壓板；碳纖維復材夾芯板

0 引言

民用飛機固定后緣上下壁板主要作用是維持氣動外形 ，其中下壁板和部分上壁板一般為可拆卸壁板以便于安裝和維修后緣系統設備及活動翼面。后緣壁板因為主要承受氣動載荷，所處流場與載荷復雜，振動問題凸出，所以一般采用剛度設計。

蜂窩夾層結構具有氣動表面光滑、剛度重量比大，抗聲振疲勞和抗機械疲勞性好，以及絕熱隔聲性能優越等特點，特別適合作為固定后緣可拆卸壁板使用。但這種結構的抗剝離強度和抗沖擊性較差，在設計上需引起足夠重視[1]。

1 某型機固定后緣可拆卸壁板簡介

1.1 結構形式簡介

某型飛機固定后緣可拆卸壁板為帶鋁蜂窩的鋁合金層壓板結構，單側共23塊，典型結構如圖1。結構由4層2024包鋁板、三層膠膜、鋁蜂窩芯熱壓成型，理論厚度2mm，公差-0.05～+0.35。內面板、兩層墊板、外面板的厚度分別為0.4 mm、0.5 mm、0.4 mm、0.4mm，膠膜擠壓后的理論厚度為0.1mm，膠膜原始厚度為0.127mm。可拆卸壁板通過承力快缷鎖與機翼上下壁板連接，與機翼上下壁板外形面齊平，共同構成光滑外翼面。

1.2 問題描述

在生產過程中，板-板區一直存在厚度不穩定的情況。在板-板區寬度較窄的區域，由于固化壓力過大，膠膜被擠出，導致局部厚度過薄，而在板-板區寬大的區域，由于膠膜流動性差，又會出現中間厚、邊緣薄的現象，致使整個板-板區呈現波紋狀，最厚處達到了2.8mm。這種情況導致層壓板廢品率居高不下，影響成本與交付周期，同時，在放松厚度公差的情況下又造成層壓板裝機后與機翼壁板產生階差而不滿足外形容差要求的問題。針對此問題工廠進行了多次工藝改進但仍然無法徹底避免。

2 優化方案

碳纖維復材夾芯結構具有比剛度、比強度高、可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕、質輕等優點，在當代最新研制的民用飛機中使用量逐步提高[1]。經過調研，B737、A320等主流民用飛機固定后緣上下蒙皮多數使用碳纖維復材板。

由于某型機已取得適航證并投入運營，固定后緣可拆卸壁板的優化應盡量在外形尺寸上與原方案一致以減小對相關結構的影響。選用8層T300碳纖維預浸料及芳綸紙蜂窩高溫固化成型，保證連接區厚度為2mm，鋪層信息見表1、表2。

3 結束語

固定后緣可拆卸壁板由金屬層壓板改為碳纖維復材夾芯板，減重量非常可觀，能有效降低航空公司的運營成本，同時，根據國內其他機型的生產經驗，碳纖維復材夾芯板成型工藝穩定，可以避免金屬層壓板厚度波動等弊端，這將有效降低生產成本，提高生產效率和產品質量。

【參考文獻】

[1]王寶忠.飛機設計手冊[M].北京：航空工業出版社，2000.

[責任編輯：朱麗娜]endprint