4.2 铝合金蒙皮的修理

4.2 铝合金蒙皮的修理

飞机蒙皮的主要作用是构成飞机的外形，保持 飞机的良好气动性能以及承受和传递载 荷。飞机 在飞行训练中，由于过载或非正常使用、维护等 原因，可能使飞机蒙皮产生变形、 裂纹或破孔等 损伤。飞机蒙皮损伤后，不仅破坏了飞机的良好 气动外形，影响飞行性能，而 且还会使损伤部位 的蒙皮强度降低，承载能力下降，危及飞行安全。 因此，要及时修理飞机 蒙皮上出现的各类损伤。 飞机蒙皮的材料主要有铝合金、复合材料和蒙布 等。不同的材料、不同的损伤，其修理 方法也不 相同。本节主要阐述飞机铝合金蒙皮的损伤修理 方法。
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(2)当裂纹垂直于桁条(见图4-13b)时，由于蒙皮在横向截 面不仅承受剪应力 (τ设)，而且承受弯曲时所产生的正应力 (σ设)。所以作用于铆钉上的R设应等于裂纹处蒙 皮所承受 的剪力与轴向力的合力。
R设 剪力2 轴向力2

（b 设） b 设） 2 （ 2
各类整体壁板的平面形状
整体壁板的剖面形状主要有T形、 I形和1形三种， 见图4—6。
图4-6 整体壁板的剖面形状

整体壁板的搭接主要有内搭接、外搭接和内、外搭接三种 形式。各种形式的搭接边形如图8—7所示。
图4-7 搭接边形状

飞机整体壁板蒙皮通常是在厚板坯的基 础上，采用机加、化铣、轧制、挤压展平、 模锻 或铸造等方法加工而成的。由于其强 度储备较大，通常情况下不易出现损伤。 如果产生损 伤，往往是采用更换或局部贴 补的方法进行修理。因此，对整体壁板修 理不做详细介绍，而 主要介绍单板蒙皮的 各种损伤修理。
图4-13 裂纹在蒙皮上所处位置


(1)当裂纹平行于桁条(见图4-13a)时，由于 蒙皮在纵向截面内只受剪应力，所以 R设等 于裂纹的长度(a)乘上该处的剪流(qr)，即 R设=a·r=a· τ设 q δ· (4-6) 上式中 δ——蒙皮的厚度、单位为m； τ设——蒙皮裂纹部位的设计剪应力， 单位为Pa。
图8—12
蒙皮裂纹的加强修理

加强修理时，裂纹一边的铆钉数通常采用设计载 荷计算，即
R设 n= q破

（4—5）

式中 R设——蒙皮裂纹部位的设计载荷， 单位 为N。 q破——单个铆钉的破坏剪力，单位为N。 从式(4-5)可以看出，要计算出裂纹一边的铆钉数 (n)，首先要知道蒙皮裂纹部位 的设计载荷(R)。 图4-13是裂纹在蒙皮上所处的三种位置。由于裂 纹所处的位置不同， 因此R设的计算方法也不相 同。
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(2)蒙皮压坑的修理

蒙皮上的压坑，主要是破坏了蒙皮的光滑表 面。如果压坑微小，分布分散、且未破坏内部结 构，则不必修理；如果压坑较浅、范围较大，应 用无锐角而表面光滑的榔头和顶铁修整；如果压 坑较深、范围又小，不易整平时，可在压坑处钻 直径4～5毫米的孔，用适当的钢条打成钩形，拉 起修平，然后用空心铆钉堵孔；如果压坑较深、 范围较大时，可在压坑处开直径为10 ～ 16毫米的 施工孔，用钩子钩着，锤击蒙皮的四周使其恢复 平整(见图4—9)，然后按图4—10所示选，用加强 型材不能满足要求时，可用等于或稍大于 被加强蒙皮厚度的板材制作盒型材进行加 强，盒型材的宽度根据鼓动区的面积确定。 加强修理时，加强型材(或盒型材)的方向应 垂直或平行于桁条，并至少与相邻的构件 搭接一端。同时，应根据蒙皮的形状和搭 接形式将加强型材制成相应的下陷或弧度， 使之与蒙皮紧密贴合(见图4—8)。
4.2.1 飞机铝合金蒙皮的类型

飞机上使用的铝合金蒙皮主要有单板蒙 皮和整体壁板两种类型。其材料主要有 LYl2、 LC4和LC9铝合金等。单板蒙皮根 据其厚度不同又分为薄板蒙皮和整体厚蒙 皮两种。如果 按照形状分类，单板蒙皮还 可分为：平板蒙皮、局部单曲度蒙皮、单 曲度蒙皮、双曲度蒙皮 和复杂形蒙皮等(见 图4—3)。
图4-11
止裂孔位置的可能几种情况
b．在裂纹部位铆补加强片

当蒙皮上的裂纹较长时，如果只采用钻止裂 孔的办法止裂，虽然钻止裂孔后，能够消除裂纹 尖端应力场的奇异性，但止裂孔处有较高的应力 集中。所以，止裂孔处在交变载荷作用下，原裂 纹还会继续扩展。因此，对于较长尺寸的裂纹， 除在裂纹尖端钻止裂孔外，还需在裂纹部位的内 部铆补一块与蒙皮材料相同、厚度相等的加强片。 见图4—12。加强片的形状和大小应根据裂纹部位 蒙皮的形状和连接铆钉数量确定。
2 b 设 设 2
（4-7）

bq
上式中 qΣ——蒙皮单位长度上的合力， 单位为N／m； σ设——蒙皮裂纹部位的设计正应力，单位为Pa。



(3)当裂纹既不平行于桁条时，也不垂直于桁条(见 图4-13c)时，应综合计算R设。 假设不规则裂纹的 纵向投影长度为a，横向投影长度为b。则R设一般 按下式计算。 R设=aqr+bqΣ （4-8） 或者R设为： 2 2 设 设 R设=a· τ设+b· δ· δ (4-9)

(2)蒙皮裂纹的修理 蒙皮上的裂纹，降低了蒙皮的强度，而 且在受力过程中，裂纹还会因应力集中的 缘故， 继续扩展。修理时，应根据裂纹的 长短、深浅程度和所在位置等情况采用不 同的修理方法。
a．裂纹尖端钻止裂孔

当蒙皮上的裂纹较短时(一般小于5毫米)，可采用钻 止裂孔的方法止裂。止裂孔的直 径通常为1.5～2毫米。钻 止裂孔时，止裂孔的位置非常重要。如果止裂孔没有钻在 裂纹的 尖端处，它就不能消除裂纹尖端应力场的奇异性， 也就起不到止裂作用。图4—11所示的前三种情况，止裂 孔的位置都是不正确的，第1种情况是止裂孔钻在了裂纹 的中间，没有把裂纹前缘去掉，而且在钻孔过程中，又可 能在裂纹尖端附近造成新的微裂纹，因而起不到止裂作 用；第2种情况是止裂孔位置不正，没有消除裂纹尖端处 应力场的奇异性；第3种情况是止 裂孔的位置太靠前，这 时裂纹的扩展方向捉摸不定，裂纹的扩展有可能偏到止裂 孔的一侧 去，止裂孔起不到止裂作用；第4种情况是止裂 孔位置比较合理，消除了裂纹尖端应力场的奇异性，可起 到止裂作用。为了准确地确定止裂孔的位置，钻止裂孔前， 最好借助低倍放大 镜确定裂纹尖端的位置。通常，止裂 孔的位置应是止裂孔的圆心超过目视看到的裂纹尖端 2mm。
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图4-10 堵盖螺钉的安装

此外，有的突变小压坑，若不能钻孔 整形，可将压坑处打磨光滑，用酒精和丙 酮清洗后，用环氧树脂或黄腻子(Q07—5) 填平压坑，等干燥后修平即可。
8.2.3 蒙皮划伤和裂纹的修理


(1)蒙皮划伤的修理 飞机蒙皮上出现划伤后，如果划伤深度较浅，未超过 规定划伤深度时，则划伤允许存在，可不做修理。各型飞 机对蒙皮的允许划伤深度都做出了相应的规定。例如歼七 飞机对蒙皮允许划伤深度的规定为：机身和尾翼蒙皮的划 伤深度不超过划伤处蒙皮厚度的20％；机翼 和口盖的划 伤深度不超过划伤处蒙皮厚度的15％；另外LC4材料蒙皮 的划伤深度不超过蒙皮厚度的10％。如果蒙皮的划伤深度 超过其规定值，此时，应用砂布将划伤部位打磨成圆滑过 渡，避免应力集中。打磨后喷涂铝粉漆，填平损伤部位。 如果划伤过深，除打磨喷漆外，还需要在其内部铆上一块 加强片。加强片的材料、厚度与蒙皮相同。
8.2.2 蒙皮变形的修理

蒙皮的变形，是指蒙皮某些部位产生 轻微的鼓动、皱纹和压坑等。这些损伤虽 然不会立 即导致事故，但对蒙皮的空气动 力性能和强度有不同程度的影响，如果任 其发展，也会由量 变到质变，使蒙皮严重 损伤。因此，必须及时修理。
(1) 蒙皮鼓动和皱纹的修理



蒙皮某处产生鼓动或皱纹，说明该处蒙 皮的刚度不足，均应进行修理。一般的鼓 动或皱纹，可采用整形加强的方法修理； 如果鼓动或皱纹严重，用加强方法不能排 除时，可采用挖补或更换蒙皮的方法修理。 加强修理通常是在蒙皮鼓动或皱纹处 的内侧铆补加强型材。 加强型材的牌号见表4—3。
图4-3 单板蒙皮的形状

整体壁板通常由腹板、筋条、孔及其 周边加强凸台、搭接边等四部分组成，如 图4—4 所示。按筋条在腹板面上的分布特 点分类，整体壁板可分为平等筋条类、放 射筋条类、网格筋条类、平行放射筋条类 和点辐射筋条类五种。
图4-4
整体壁板示意图
各种类型的平面形状见图4—5。
图4-5