簡析PW1100G進氣道唇口蒙皮損傷修理

劉偉 郝慶祿

摘要：以PW1100G發動機進氣道為例，簡析其主要結構特點，總結整理典型唇口蒙皮損傷的修理方法，并結合實際維修過程中的經驗數據，對不同程度損傷修理方法的選用進行梳理。

關鍵詞：進氣道；唇口蒙皮；凹坑；允許損傷限制；修理

Keywords：inlet cowl；lip skin；dent；allowable damage limit；repair

0 引言

A320neo是空客為保持其A320產品線作為世界上最先進、最省油的單通道飛機系列而推出的機型。A320neo噴氣式客機有兩種新發動機的選擇，即普惠的靜潔動力PW1100G-JM和CFM國際的LEAP-1A。空客A320neo作為窄體機主要運力機型，隨著運行量的增長，作為重要短艙部件的進氣道損傷開始逐漸增多，而目前航線可維修裕度相對較小，如果沒有合理可選的修理措施，容易造成維護成本高昂，周轉備件不足，甚至造成停場周期延誤。

1 進氣道結構

我國民航主要使用亞聲速飛機，其發動機進氣道采用擴張型的亞聲速進氣道。它是一個氣動整流部件，為發動機風扇的氣流提供方向并有助于使氣流平滑，可在各種狀態下將足夠的空氣以最小的流動損失順利地引入壓氣機。迎風進口部分為圓弧形唇口，多由2219鋁合金蒙皮制成；進氣道內部通道為擴張通道，由三明治結構消音板環繞；外形圍板多為復合材料層粘板，如圖1所示。

如表1所示，PW1100G進氣道整體式前緣唇口由2219-T62鋁合金蒙皮制成，省去內部結構拼接片，在結構減重的同時改善了前緣唇口的氣動性能。前緣6點鐘方向有底部防冰排氣的設計，一改以前后傳排氣的形式，無防冰排氣管路組件等結構。消音板采用整體式無拼接縫結構，內側表面的復合材料層粘板均布直徑0.020～0.025in的平行微孔，有效增大聲學處理面積，提高進氣道降噪水平。芯材為鈦合金蜂窩，對腐蝕防護要求低，部分構型進氣道消音板后邊緣可能存在無封邊、蜂窩裸露的情況（見圖2），屬于OEM制造正常構型。

2 進氣道典型結構損傷修理

進氣道的內外側表面包括唇口蒙皮都屬于飛機的特別關鍵氣動光滑面，必須嚴格控制其外形。在飛機實際運行過程中，前緣唇口蒙皮最容易受到損傷，經常會因刮碰、鳥擊等出現磨損、劃傷、凹坑等。輕微的小損傷根據ADL進行航線及時處理后即可投入運行，但對于短時間內無法處理的較大損傷只能安排停場或換裝備用件。

PW1100G進氣道前緣唇口蒙皮存在大面積不允許修理區域，主要集中在內側邊緣46mm的環向帶和外側邊緣69mm的環向帶，該區域為加厚鋁蒙皮結構連接區域或制造孔（如排氣孔、吊點孔）周圍區域，目前還沒有對應的維修方案，OEM也無法提供技術支持。如果加厚鋁蒙皮區域發生損傷，只能更換新的唇口蒙皮。對于在允許修理區域出現的線性損傷、凹坑和穿透性損傷，可以參考現有飛機結構手冊進行修理（SRM54-10-03）。具體措施如表2所示。

1）對于唇口蒙皮表面平滑的線性損傷（無裂紋和折痕），損傷長度小于4 in且剩余厚度大于0.060in時，可以根據手冊允許損傷（ADL）進行打磨處理之后，施涂Alodine 1000 或 Alodine 1500進行表面保護處理，修理方法簡單，耗時短，航線維護即可操作，屬于永久修理。當剩余厚度小于0.060in時，則需要根據手冊給定的區域進行判斷：對于蒙皮漸變厚度區域（圖3a中A區）需要報告OEM；對于均一厚度蒙皮區域（圖3a中B和C區），可以按照手冊要求視情選擇執行臨時或永久補片修理。

2）對于唇口蒙皮表面平滑的凹坑損傷（無裂紋、鑿痕和折痕），當寬深比大于25且寬度小于2.5in、深度小于0.10in時，非尖端部的均一厚度蒙皮區域（圖3b中A和C區）損傷可以根據手冊允許損傷進行處理，方法簡單，耗時短，航線維護即可操作，屬于永久性方案。但對于縱向尺寸小于8.6 in、環向尺寸小于9.8 in的其他凹坑損傷，只能按照手冊要求視情選擇執行臨時或永久補片修理。

3）對于唇口蒙皮表面平滑的穿透性損傷（損傷去除后表面平滑，無裂紋、鑿痕和折痕），當縱向尺寸小于8.6 in、環向尺寸小于9.8 in時，無允許損傷維護標準，只能按照手冊要求視情選擇執行臨時或永久補片修理。

針對唇口蒙皮損傷補片修理，現有手冊給出的臨時鑲平補片修理和永久鑲平補片修理具有較強的相關性。如果在維護過程中出于各種原因（如航材周期等問題）選擇使用臨時補片修理，在臨時修理到期后維護成本將會大幅提升。對照手冊方案發現，兩種修理流程基本無差別，實際修理過程用時基本相同，內部加強板布局方式相同，但是由于臨時修理選用的緊固件為拉鉚釘（CR3524P6*或CR3524EE6*），后續只能使用價格高昂的拉螺栓（7B100EU06*或S7B100EU06*）修理方案（構型1或2）進行糾正，大量拉螺栓的航材費用甚至會超過短期備件租借費。基于此，在周期允許、備件合理可用的情況下，建議在選擇最初維修方案時采用常見易得的虎克螺帽（HL441AZ6*+HL97-6）和螺絲托板（NAS1993C*T+MS21070L3）永久鑲平補片修理方案（見圖4）。

3 維護建議

在日常維護中經常會遇到進氣道前緣唇口蒙皮的損傷，對于在允許損傷范圍內的故障，航線可以簡單及時處理，保障飛機的正常運行；對于超出允許范圍的短時間內無法處理的損傷，應安排停場，以便盡快完成修理或換裝備件，保證航班計劃安排。特別是對于A320neo這類引進時間相對較短的新機型，OEM廠家提供的手冊修理方案有限，加之維護航材備料相對保守，各類損傷處理經驗欠缺，實際維護過程中難免會遇到各種問題。因此，工程技術人員，必須盡快熟悉新機型的結構特點，了解掌握典型損傷修理方法及維護標準，快速給出解決方案，按時完成維護任務，保障飛機的飛行安全和正常運營。

參考文獻

[1] Goodrich. CFM56-5BNacelle Structural Repair Manual [Z]. 2020.

[2] Goodrich. V2500 Nacelle Structural Repair Manual Publication Reference [Z].2020.

[3] UTC AEROSPACE SYSTEMS. A320neo Air Inlet Cowl Component Maintenance Publication [Z]. 2020.

[4] Collins Aerospace. ALL OPERATORS LETTER AOL-A320NEO-022 [Z]. 2020.

[5] Airbus. A320neoSTRUCTURAL REPAIR MANUAL [Z]. 2020.

作者簡介

劉偉，助理工程師，主要從事民用航空器金屬和復材結構維護工作。

郝慶祿，高級工程師，主要從事民用航空器的結構修理和改裝工作。