飛機(jī)整體油箱結(jié)構(gòu)密封技術(shù)研究

陳穎 劉廣鑫

摘 要 飛機(jī)整體油箱的密封技術(shù)、滲漏故障修復(fù)是飛機(jī)制造、維護(hù)、使用中的關(guān)鍵技術(shù)和難題。本文對(duì)飛機(jī)整體油箱的密封技術(shù)進(jìn)行了分析研究，闡述了整體油箱不同結(jié)構(gòu)形式的密封技術(shù)、密封檢查技術(shù)及缺陷原因分析及修補(bǔ)方法等問題。

關(guān)鍵詞 整體油箱;密封技術(shù);密封檢查;故障排除

引言

飛機(jī)整體油箱是利用飛機(jī)自身機(jī)體結(jié)構(gòu)通過密封技術(shù)形成的油箱體。飛機(jī)整體油箱的設(shè)計(jì)可以大大減輕飛機(jī)重量，同時(shí)，整體油箱的載油容積也遠(yuǎn)高于附加軟油箱，從而提高飛機(jī)續(xù)航能力，提高飛機(jī)整體性能。飛機(jī)整體油箱的使用壽命對(duì)飛機(jī)整機(jī)壽命具有重要影響，飛機(jī)因油箱密封失效發(fā)生滲漏，對(duì)飛機(jī)的飛行安全也會(huì)造成一定的影響。油箱滲漏時(shí)對(duì)油箱的密封修復(fù)難度大，且很難實(shí)現(xiàn)全面修復(fù)，僅能進(jìn)行局部修補(bǔ)，因此對(duì)飛機(jī)整體油箱密封技術(shù)進(jìn)行研究，提高飛機(jī)整體油箱的密封性能具有重要意義。

1飛機(jī)整體油箱結(jié)構(gòu)密封工藝流程

飛機(jī)整體油箱裝配制造主要包括：零件預(yù)裝（定位、修配、制孔、去毛刺）→涂膠（密封材料制備、零件表面除油、緊固件除油）→密封裝配→加溫硫化→清洗→密封檢查等。密封技術(shù)是飛機(jī)整體油箱制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)[1]。

2飛機(jī)整體油箱結(jié)構(gòu)密封技術(shù)

飛機(jī)整體油箱大致分為機(jī)翼整體油箱和機(jī)身整體油箱兩類，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式大體一致，主要采用整體壁板、蒙皮、長(zhǎng)桁、肋、腹板及口蓋等結(jié)構(gòu)形式。密封方法的選用，主要取決于整體油箱的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)與密封材料的性能、裝配工藝水平也密切相關(guān)。

2.1 油箱結(jié)構(gòu)的密封

整體油箱多由整體壁板、蒙皮、長(zhǎng)桁、肋、腹板等結(jié)構(gòu)裝配形成的箱體，各結(jié)構(gòu)對(duì)接、搭接部位，零件間無法保證完全貼合且結(jié)構(gòu)受力變形后，接觸部位會(huì)產(chǎn)生間隙而泄漏。同時(shí)異種材料間由于電化學(xué)腐蝕可能導(dǎo)致燃油泄漏。對(duì)此類結(jié)構(gòu)形式適合采用縫內(nèi)密封方法保證結(jié)構(gòu)密封。先在零件連接表面涂敷粘接底涂再刮涂密封劑，厚度0.5mm-0.8mm，涂敷的密封劑在零件貼合后要能從零件邊縫處均勻擠出。在油箱區(qū)域，零件結(jié)合邊緣處還會(huì)受到油壓影響，導(dǎo)致邊緣處易泄漏，對(duì)此類結(jié)構(gòu)應(yīng)增加縫外密封方法，即在零件貼合面的邊緣，結(jié)構(gòu)間隙等部位覆蓋密封膠，并修整成斜角，用密封膠充分填充、覆蓋結(jié)構(gòu)連接區(qū)，使零件間絕緣并封閉，可避免腐蝕和燃油滲漏。

2.2 緊固件的密封

整體油箱各結(jié)構(gòu)間的連接主要依靠緊固件來實(shí)現(xiàn)，緊固件需貫穿油箱內(nèi)外來起到緊固連接作用，因此油箱區(qū)緊固件也是油箱密封的薄弱區(qū)域。使用普通鉚釘鉚接時(shí)，由于鉚接后緊固件與釘孔會(huì)出現(xiàn)變形量不一致而導(dǎo)致間隙，因此需要對(duì)鉚釘桿涂密封膠進(jìn)行濕裝配，鉚接后，需在油箱內(nèi)部對(duì)鉚釘墩頭或釘頭進(jìn)行表面密封，進(jìn)一步防止鉚釘與結(jié)構(gòu)間間隙滲漏。即用刷涂型密封膠對(duì)需密封區(qū)域刷涂最少三層密封膠，使密封膠充分覆蓋鉚釘四周，保證密封性。若密封膠流淌性較強(qiáng)，也可采用點(diǎn)涂的方法進(jìn)行表面密封，點(diǎn)涂法可以保證膠層厚度，密封效果好，但用量大，增加飛機(jī)重量。另外對(duì)于一些安裝空間狹窄或者鏈接強(qiáng)度要求較高的部位，可使用帶密封膠圈的螺栓或者密封托板螺母作為緊固件，干涉鉚釘也是常用的具有密封效果的緊固件。裝配后再配合使用表面密封法，能起到很好的密封作用。

2.3 油箱口蓋的密封

飛機(jī)整體油箱口蓋是油箱裝配和維修的重要通道。由于口蓋結(jié)構(gòu)的特殊性且需經(jīng)常拆卸，也是飛機(jī)整體油箱密封的重要環(huán)節(jié)。口蓋根據(jù)所在部位及作用的不同，采取不同的密封方式。油箱口蓋主要采用密封膠條的密封方式，即在口蓋上設(shè)置溝槽，溝槽內(nèi)安裝密封材料，通過緊固件壓緊口蓋與口框，達(dá)到密封效果。采用密封膠墊或密封膠擠壓密封的方法的口蓋也較常見。密封膠墊法是在口蓋和口框之間夾彈性密封膠墊保證密封性。口蓋擠壓密封是在口框上涂滿配制的密封膠，通過口蓋與口框擠壓，形成密封膠層，此種密封方式工藝過程復(fù)雜，對(duì)密封環(huán)境、設(shè)備要求較高[2]。

3密封檢測(cè)技術(shù)

油箱密封裝配質(zhì)量直接影響油箱結(jié)構(gòu)密封性能。在完成結(jié)構(gòu)密封裝配并待密封劑硫化后，需對(duì)油箱進(jìn)行密封性檢查。油箱密封性檢查按滲漏介質(zhì)分為：氣密試驗(yàn)、油密試驗(yàn)。

3.1 氣密檢查

傳統(tǒng)方法是在密封裝配區(qū)域均勻刷涂中性肥皂液，對(duì)油箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行加壓，檢查有肥皂泡產(chǎn)生的缺陷部位。

3.2 油密檢查

用浸有汽油的棉布對(duì)油箱表面除油，晾干后對(duì)油箱密封裝配部位刷涂白堊涂料后，通過輸油試驗(yàn)臺(tái)向油箱艙內(nèi)注滿燃油后，靜置、檢查白堊涂料表面是否有滲漏;再充入壓縮空氣檢查是否有滲漏。

3.3 氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)

隨著檢漏技術(shù)的不斷發(fā)展，氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)已成為一種較成熟的檢漏方法。用充氣試驗(yàn)臺(tái)向產(chǎn)品內(nèi)充入一定量的氦氣和空氣，通過帶罩盒的吸槍沿規(guī)定線路檢測(cè)，根據(jù)設(shè)備提示情況確定滲漏。此種檢測(cè)方法可以準(zhǔn)確查找泄漏位置，測(cè)量泄漏漏率，具有技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、靈敏度高、檢測(cè)精度高、重復(fù)性好、示蹤介質(zhì)無毒副作用等諸多優(yōu)點(diǎn)[3]。

4滲漏故障排除

4.1 滲漏途徑

氣體、燃油的滲漏，一是沿著緊固件與其孔之間的縫隙泄漏;二是沿著零件之間的縫隙泄漏。滲漏途徑在承壓面的一段成為漏源，在承壓面外側(cè)一端成為漏點(diǎn)。

4.2 滲漏分析

外部漏點(diǎn)一般通過白堊試紙或肥皂泡可直觀查找，內(nèi)部漏源由于整體油箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在油壓影響下，內(nèi)部漏源查找僅通過油箱結(jié)構(gòu)連接關(guān)系分析推測(cè)較難確定。應(yīng)選擇合理的檢測(cè)儀器如氦/氫質(zhì)譜檢漏儀準(zhǔn)確查找漏源，提高修復(fù)成功率。

4.3 滲漏排除

對(duì)任何滲漏應(yīng)先分析滲漏原因，準(zhǔn)確查找漏源。不應(yīng)在外部漏點(diǎn)處直接涂覆密封膠進(jìn)行修補(bǔ)，應(yīng)針對(duì)漏源進(jìn)行修補(bǔ)。可清除滲漏處密封膠重新進(jìn)行密封操作，若原密封膠無法清除，可采用壓力灌封法修補(bǔ)，對(duì)于較微小的滲漏也可采用稀膠刷涂或噴涂法進(jìn)行修復(fù)。

5結(jié)束語

飛機(jī)整體油箱密封技術(shù)是保證飛機(jī)飛行安全，提高續(xù)航能力的重要因素，對(duì)整體油箱密封技術(shù)、檢漏技術(shù)及滲漏修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行分析研究，是提高整體油箱密封可靠性的重要手段。隨著密封技術(shù)的逐漸成熟、新技術(shù)的發(fā)展以及密封材料的研究和發(fā)展，為改進(jìn)油箱密封性能提供了新的途徑。整體油箱的檢漏和補(bǔ)漏技術(shù)也取得了顯著的進(jìn)展，大大提高了整體油箱密封的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 范進(jìn)步.飛機(jī)油箱密封檢漏技術(shù)研究[J].裝備制造技術(shù)，2018（9）： 191-194.

[2]《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》總編委會(huì).飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)—結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000：192.

[3] 楊愛清，羅俊，李曉青，等. 某型飛機(jī)整體油箱密封修理工藝研究[J].航空制造技術(shù)，2015（z2）：112-116.