飞机铝合金结构的修理方法和应用讲解

2010～2011学年第二学期

飞机结构维修（作业）

专业：

班级学号：

姓名：

授课教师：

飞机铝合金结构的修理方法和应用

摘要：各类飞机大部分以铝合金作为主要结构材料。飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。因为其密度小、强度高的优点，在航空材料中得以广泛的应用。铝合金结构在使用过程不可避免地受到不同程度的损伤，如蒙皮破孔、梁缘条裂纹、框变形等，因而需要采取相应的方法加以修理，保证各个结构能够在使用中安全负载和工作。

关键词：铝合金结构蒙皮、梁、长桁、隔框、翼肋损伤修理方法

一、飞机铝合金的结构及特点

1. 蒙皮的结构及特点

蒙皮是包围在机翼骨

架外的维形构件，用粘接剂

或铆钉固定于骨架上，形成

机翼的气动力外形。蒙皮除

了形成和维持机翼的气动

外形之外，还能够承受局部

气动力。早期低速飞机的蒙

皮是布质的，而如今飞机的

蒙皮多是用硬铝板材制成

的金属蒙皮。

A340垂直尾翼表面蒙皮

机身蒙皮与机翼蒙皮的作

用和构造相同。如衍梁、衍条、

蒙皮、隔框的不同组合、可以

形成机身的不同构造形式。如

果蒙皮较厚，则衍梁、衍条、

隔柜可以较弱；如果蒙皮较薄，

则上述骨架也应该较强、较多。

机身蒙皮

2 梁的结构及特点

2.1翼梁

翼梁是最主要的纵向构件，它承受全部或大部分弯矩和剪力。翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示），剖面多为工字型。翼梁固支在机身上。。凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

2.2衍条与桁梁

衍条的形状、作用与机冀的衍条相似。桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成，铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。衍梁的形状与衍条相似，但剖面尺才要大些，其作用与翼梁相似。

不

同

剖

面

的

桁

梁

（

１

—蒙皮２—桁梁）

桁梁式机身（１—桁梁２—桁条３—蒙皮４—加强隔框５—普通隔框）

典型梁式机翼的结构

高比强铝合金机翼

3. 长桁的结构及特点

长桁（桁条）是与蒙皮和翼肋相连的构件。

各式桁条

4. 隔框的结构及特点

隔框沿机头到机尾分布，数量很多，主要作用是形成并保持机身的横剖面形状，同时它与析条、衍梁、蒙皮等连接在一起参加整体受力。隔框的外形和剖面形状很多隔框又分普通隔框和加强隔框。加强隔框须承受如机冀、尾翼、起落架、发动机通过接头传递而来的集中力。故材料和结构都比普通隔框强。

各类隔框类型

5. 翼肋的结构及特点

形成并维持翼剖面之形状；并将纵向骨架与蒙皮连成一体；把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁。

普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体，把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁，并保持翼剖面的形状。

加强翼肋就是承受有集中载荷的翼肋。

翼肋结构

翼肋骨架

二、飞机铝合金结构的修理方法

2.1 蒙皮的修理方法

蒙皮的常见损伤：划伤、变形、裂纹和破孔等。

蒙皮损伤的后果：

➢破坏了飞机的良好气动性能

➢使损伤部位的蒙皮强度降低，承载能力下降

➢危及飞行安全。

铝合金蒙皮分：单板蒙皮、整体壁板。

单板蒙皮（按厚度不同）分：薄板蒙皮、整体蒙皮。

2.1.1蒙皮轻微损伤的修理

蒙皮轻微损伤：

蒙皮某些部位产生轻微的鼓动、压坑或划伤等。

①蒙皮鼓动的修理

➢主要采用整形加强

➢挖补

➢更换蒙皮

➢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

➢根据蒙皮的形状和搭接形式将加强型材制出相应的下陷或弧度

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。

➢压坑微小，分布分散、且未破坏内部结构，则不必修理。

➢压坑较浅，范围较大，用无锐角且表面光滑的榔头和木顶块修整。

➢压坑较深，范围较小，不易整平时，可在压坑处钻直径为4～5mm 孔，用适当的钢条打成钩形，拉起修平，然后用螺纹空心铆钉堵孔。

压坑较深，范围较大时，可在压坑处开直径为10～16mm的施工孔，用钩子钩住，锤击蒙皮四周使其恢复平整。然后安装堵盖铆钉堵孔。

压坑较深，范围较大时，可在压坑处开直径为10～16mm的施工孔，用钩子钩住，锤击蒙皮四周使其恢复平整。然后安装堵盖铆钉堵孔。

压坑较深，且出现棱角，整形比较困难。

2.1.2蒙皮裂纹的修理

钻止裂孔

蒙皮上的裂纹较短时（一般小于5mm），可采用钻止裂孔（直径通常为1.5～2mm）的方法止裂。

蒙皮上的裂纹较长时，除钻止裂孔外，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。

2.1.3 蒙皮破孔的修理

蒙皮小破孔的无强度修理

2.1.4蒙皮大范围损伤的修理

修理措施：

必须更换部分蒙皮，才能恢复其强度和外形。

蒙皮大范围损伤往往伴随骨架损伤，为了保持飞机的外形。

修理顺序：先骨架后蒙皮。

2.2梁缘条和长桁的修理方法

损伤类型：缺口、裂纹、断裂等。

2.2.1 缺口的修理

◆宽度较窄的缺口（一般小于5mm）：

（沿构件的截面方向测量）

只需将缺口锉修成光滑的弧形，用砂纸打光后涂上底漆即可。

◆宽度较宽的缺口：（沿构件的截面方向测量）

需把缺口切割整齐，用填片填上缺口，并铆上加强片。

缺口的修理

2.2.2裂纹的修理

◆裂纹长度较小（不大于2mm）时：采用错修法。

◆裂纹长度大于2mm，小于构件一边宽度的2/3时：在裂纹的末端钻φ2～