波音747-400機(jī)身縱梁整流蒙皮損傷的研究

呂國(guó)華

摘要：通過(guò)對(duì)一起波音747-400飛機(jī)維修案例的推演，解釋了在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理的局限性，并且詳述了完整的修理方案。希望通過(guò)本案例的研究，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)方面的排故提供參考。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;熱粘接;完整性

1背景

在波音系列民航客機(jī)上，機(jī)身整流蒙皮的作用是改善飛機(jī)的氣動(dòng)外形，最大程度地減少空氣阻力。整流蒙皮基本為玻璃纖維蜂窩結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，優(yōu)點(diǎn)是大大減輕了部件的重量且便于成型，但帶來(lái)的負(fù)面影響是整流蒙皮的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高，一些特定部位往往會(huì)產(chǎn)生裂紋等損傷。

圖1所示為波音747-400飛機(jī)機(jī)身縱梁經(jīng)常發(fā)生裂紋的位置。波音結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)對(duì)此給出了永久修理方案，包括濕鋪層粘接修理和預(yù)浸布粘接修理，但是根據(jù)實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)，即使按照手冊(cè)中給出的方案進(jìn)行處理，此處在修理后仍會(huì)反復(fù)產(chǎn)生裂紋，并沒(méi)有達(dá)到徹底排故的目的。

2原因分析

拆除外部整流蒙皮后對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)執(zhí)行進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，此處裂紋不僅發(fā)生在外部蒙皮上，同時(shí)也發(fā)生在蒙皮內(nèi)部連接的支架上（見(jiàn)圖2）。而支架上的裂紋導(dǎo)致其支撐作用失效，應(yīng)力幾乎全部集中在復(fù)合材料材質(zhì)的整流蒙皮上，這是蒙皮不斷產(chǎn)生裂紋的根源。如果不對(duì)內(nèi)部的支架進(jìn)行維修或更換，外部蒙皮即使完成永久性修理，其結(jié)構(gòu)完整性也無(wú)法保證。

3解決方案

如上所述，此處的損傷涉及兩處結(jié)構(gòu)：外部整流蒙皮和內(nèi)部支架。完整的修復(fù)方案應(yīng)包括對(duì)外部整流蒙皮進(jìn)行熱粘接永久修理（濕鋪層或預(yù)浸布），以及對(duì)內(nèi)部支架進(jìn)行更換或者以舊件為模板制作新件。航線維護(hù)情況下的時(shí)間可能無(wú)法滿足永久修理的工期要求，可考慮執(zhí)行臨時(shí)或過(guò)渡修理。根據(jù)廠家手冊(cè)，不拆除整流蒙皮，僅對(duì)蒙皮進(jìn)行室溫粘接修理也能滿足適航要求（此時(shí)的處理為非永久修理，后期需要做進(jìn)一步處理），如表1所示。

因?yàn)閾p傷區(qū)域空間有限，如果對(duì)斷裂支架執(zhí)行加強(qiáng)修理，則會(huì)干涉外部整流蒙皮的安裝。最好的處理方法是將其換新。

4案例分析

從對(duì)波音747-400機(jī)身縱梁整流蒙皮的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，僅使用手冊(cè)給出的方案處理?yè)p傷沒(méi)有完成徹底排故。那么，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的修理中，工作者需要在多大程度上依賴手冊(cè)，在什么情況下又需要做一些額外的工作呢？

一般而言，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的連接方式分為兩種：沒(méi)有固定零部件連接和有固定零部件連接。對(duì)于第一種情況，在執(zhí)行維護(hù)工作時(shí)，僅按手冊(cè)修復(fù)損傷的部分即可;對(duì)于第二種情況，除了要對(duì)可視的損傷結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)外，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量對(duì)損傷件連接的零部件進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)損傷，需要同時(shí)修復(fù)，只有這樣，才能保證結(jié)構(gòu)整體完整性的有效維護(hù)。

5結(jié)論

在結(jié)構(gòu)維護(hù)中，多數(shù)情況下，由于手冊(cè)中有現(xiàn)成的維修方案，維護(hù)人員往往會(huì)忽視對(duì)損傷部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步檢查，可能造成排故不徹底。這種情況下維護(hù)人員既要立足于手冊(cè)，又不能局限于紙面數(shù)據(jù)，需要綜合技術(shù)手冊(cè)和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障做出正確判斷。