飞机蒙皮修理
飞机外部蒙皮的修理与维护
1.1关于蒙皮的概述
目录
工作条件及性能要求
材料
工艺流程
热处理工艺
飞机蒙皮是维持飞机外形,使之具有很好的空气动力特性的一层铝合金。
工作条件及性能要求
飞机蒙皮的作用是维持飞机外形,使之具有很好的空气动力特性。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上,受力复杂,加之蒙皮直接与外界接触,所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好,还要求表面光滑,有较高的抗蚀能力。
材料
一般选择 LY12
技术要求:σb =390~410MPa,σ0.2 =255~265MPa,δ5 ≥15%。
工艺流程
轧板→退火→清理→固溶处理→拉伸成型→时效→机械加工→表面处理。
热处理工艺
495~503℃,0.4h 水冷,室温96h 以上。
民用飞机蒙皮腐蚀研究 王在俊 (中国民航飞行学院民航飞行技术与飞行安全科研基地四川广汉618307) 摘 要:统计民用飞机蒙皮油漆涂层和基体材料腐蚀的种类,分析其腐蚀机理。提出 飞机蒙皮腐蚀过程为:表面油漆涂层的老化破坏,环境中的腐蚀介质渗透铝合金表面的氧化膜 层到达基体材料,然后基体材料出现点腐蚀坑,再进一步发展为其它腐坑.
l概述 飞机蒙皮受到面漆+底漆+阳极氧化层的保 护具有良好的保护效果,不易产生腐蚀。但随着 服役时间的增加,飞机蒙皮上发现不同程度的腐 蚀。本文对民用飞机蒙皮腐蚀形式进行统计并分 析其产生机理。 2油漆层
2.1失效形式 蒙皮表面的油漆层受到光照、温度、湿度、活 性阴离子等多因素影响,造成了蒙皮表面有机涂层 的老化、龟裂、局部脱落等现象,图l所示。 (a)涂层表面鼓泡 呻国民航飞行学院科研基金资助项目(J200846,J200944) (b)涂层表面残留盐粒 (c)部分脱落的涂层表面
飞机蒙皮修理补片对气动特性的影响分析
众所周知,在现代战争中,飞机战伤抢修,是弥补航空兵部队战争损耗、补充战斗实力和保持持续作战能力最直接、最有效、最经济的途径[1],是战斗力“倍增器”,因而也是现代高技术条件下局部战争中的一个重要研究课题。飞机战伤抢修涉及到许多方面,以飞机蒙皮的抢修为例,在战伤抢修中,具有一定厚度、面积及几何形状的修理补片,势必改变飞机局部外形,从而对飞机气动特性产生影响,因此必须对其影响程度,事先进行理论的量化分析计算,以便给战伤抢修规范的制定、战时修补工艺及飞机战伤抢修后的实际飞行,提供直接而科学的参考依据,提高维修保障性、安全可靠性、快速机动性和战斗效能,取得事半功倍的效果。正是基于这些考虑,本文以某型战斗机为例,计算分析了飞机机翼蒙皮战伤修理后,修理补片对飞机气动特性和气动载荷的影响问题。
飞机蒙皮表面处理新技术
海军航空工程学院青岛分院 徐 丽 陈跃良 郁大照 摘要 介绍了飞机蒙皮常用的表面处理方法,概述了铝合金微弧氧化技术生成的陶瓷层的耐磨、耐蚀、强度、疲劳性能等,微弧氧化处理的陶瓷层具有优良特性,为微弧氧化技术推广到飞机蒙皮的表面处理上奠定了基础。 关键词 表面处理新技术 微弧氧化 静载特性 疲劳特性 飞机蒙皮 1 引言 铝在自然界中分布极广,几乎占地壳中全部金属含量的三分之一[1]。它具有比重轻、易加工、导电导热性好、抗腐蚀能力强等特点,因此,铝及其合金在现代工业和航空工业中得到了广泛的应用。飞机、导弹、宇宙火箭及人造卫星均使用大量的铝及其合金,导弹的用铝量达到其全部重量的10%~15%。 铝在空气中会迅速跟氧结合,生成一层氧化铝薄膜,可以防止里面的铝继续与氧结合,能起到保护作用。但由于这层氧化膜为非晶态,结构疏松、薄而多孔、硬度低、耐磨性差、机械强度低、耐蚀性差,因此还不能满足生产生活中对铝表面性能的要求。在不同的应用领域,对铝合金性能要求不同,因此要对铝合金进行不同的表面处理,以达到各种用途。 随着近年来飞机结构日历寿命问题的日益突出,铝合金的腐蚀、腐蚀疲劳等问题也逐渐成为人们关注的焦点。为了提高铝合金的耐蚀性,对铝合金材料表面处理的要求越来越高。利用微弧氧化技术生成的陶瓷层与基体金属结合牢固,厚度最高可达300 µm,绝缘电阻大于100 MΩ,硬度甚至可达到3000 HV,从而大大改善了AL、Mg等有色金属的耐磨性、耐腐蚀和耐热冲击性,在航天航空、机械、电子和装饰等工业领域有着广泛的应用前景[2]。 随着微弧氧化技术的成熟,人们对微弧氧化膜层性能的研究也越来越多,主要体现在陶瓷层的耐磨、抗腐蚀、绝缘性、热稳定性、强度、疲劳性能等特性,本文归纳了多年来众多单位的研究成果,对陶瓷层的性能进行了概括,为微弧氧化技术推广到飞机蒙皮的表面预处理上奠定了基础。 2 飞机蒙皮表面处理方法 对飞机蒙皮涂层系统来说,涂漆的表面绝大部分是铝蒙皮,金属表面预处理主要是指铝板的预处理。铝板表面预处理的目的,是得到具有一定抗腐蚀性能的氧化层,并与底漆层具有良好的结合力。在飞机工业上常用的飞机蒙皮铝板的表面处理方法有阳极化法、化学氧化法和磷化底漆三种[3]。 2.1 阳极氧化法 工件置于电解质溶液中为阳极,在外电流作用下,在其表面生成氧化膜。铝的阳极氧化膜的形成机理,是在电解池中铝作为阳极失去电子,与氧离子相结合而生成了氧化膜。可用简单的化学方程式表示:2AL +3O→AL2O3+能量。但是,实际上其反应机理非常复杂。许多学者对膜的形成机理进行了大量的研究,提出了各自的解释,但是没有得到完全一致的看法,其中电场、溶解速度、离子的迁移速度等在膜的形成过程中起到了主导作用,并且比较一致的看法是膜生长的同时伴有膜的溶解,生成了相当多的气孔[4]。虽然阳极氧化生成的膜层较厚,但前处理和后处理要求严格,处理工序复杂且陶瓷层致密性差。 2.2 化学氧化法 通过化学反应在表面生成一层薄的氧化膜学氧化法,由于不需通电流,工艺上比阳极化法要简单,成本低。但此法生成的氧化膜很薄,一般膜层厚度约在0.5~4µm,膜层质软,耐磨性很低,经受中等触碰时膜层有适度的牢固性,受到严重的触碰和腐蚀时,膜层会迅速被破坏。故不宜单独使用。膜层具有较好的物理吸附能力,是涂漆的良好底层,经化学氧化后再涂漆所得的防护层,可大大提高铝零件的防护能力。 2.3 磷化底漆 在铝合金表面涂磷化底漆是在铝磷化的同时形成漆膜,磷化底漆本身不能单独起到底漆的作用,是一种表面预处理方法,主要用在不能进行阳极化或化学氧化的部件,如飞机表面涂层的返修重涂涂料时采用磷化底漆。磷化底漆使用简便,有优良的附着力,成膜性好、干燥快、脱漆性好,但对施工条件要求高。 3 微弧氧化技术及陶瓷层性能 在阳极氧化基础上发展起来的微弧氧化技术,又称微等离子体氧化或阳极火花沉积,是将AL、Mg、Ti等有色金属或其合金置于电解质水溶液中,利用电化学方法在金属表面产生火花放电斑点,在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下,生成陶瓷膜层的方法[5]。它是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷层的新技术,其主要方式是通过在工件上施加电压,突破传统的阳极氧化电流、电压法拉第区域的限制,阳极电位由几十伏提高到几百伏,氧化电流由小电流发展到大电流,由直流发展到交流,致使在工件表面出现电晕、辉光、微弧放电,甚至火花斑等现象,使工件表面的金属在微等离子体的高温高压下与电解质溶液相互作用,在金属表面形成A1203陶瓷膜,达到工件表面强化的目的。 铝合金材料的微弧氧化过程的突出特点是:(1)与许多表面强化工艺相比,微弧氧化工艺设备简单,反应在常温下进行。在加工的过程中,不产生有害气体,残液排放符合环保要求。除了处理铝及铝合金材料之外,还可处理钛、镁、铌等金属,对黑色金属的强化处理也有很大进展;(2)大幅度提高了铝合金材料的表面硬度。具有良好的耐磨、耐热、绝缘、抗腐蚀性能。这从根本上克服了铝合金材料在应用中的缺点,因此该技术有广阔的应用前景[6]。 3.1 耐蚀性 文献7参照硫酸、铬酸阳极氧化膜评定标准,对未经处理的和经微弧氧化处理的试样进行点滴腐蚀实验。点滴实验所用的溶液成分为:盐酸(1.19g/cm3)25mL、重铬酸钾3g、蒸馏水75mL、溶液pH值为1~2。评定标准为表面液滴开始变绿所需的时间,实验结果如表1。 表1 点滴腐蚀实验结果
试样 膜厚/µm 表面液滴开始变绿时间/min LY12铝合金圆片 未经微弧氧化处理 30s LY12铝合金圆片 4.5 10 LY12铝合金圆片 15 20 LY12铝合金圆片 25
35 而氧化时间为40min的普通工业级阳极氧化膜,在点滴腐蚀实验6min后表面开始变绿。可知微弧氧化处理后,试样的耐腐蚀性得到了较大的提高,且随着膜厚的增加,膜层中致密层的厚度也不断变大,耐腐蚀性会得到进一步提高。也有文献将制得的氧化膜经过3000h中性盐雾试验后,氧化膜表面未发现腐蚀坑,也未见任何腐蚀痕迹。 3.2 耐磨性 资料表明[8],铝合金材料经过微弧氧化表面改性处理后,涂层的表面磨损外观比较均匀,并且磨损痕迹也比较轻微,而未经过微弧氧化处理的基材样品,其磨损状况就出现了“犁沟”现象。图1和图2为LY12铝合金表面微弧氧化膜与45Cr钢球对磨时轮廓形貌和摩擦系数随实验时间的变化。由于两种材料弹性变形和塑性变形的高温稳定性,二者进行的是磨料磨损,初始摩擦因数比较高,达到0.7左右,随后稳步下降,逐渐达到平稳状态,此时摩擦因数在0.48 左右,体积磨损率约为8.1×10 -8mm3/Nm,耐磨性能极. 为优异。国外对微弧氧化膜的研究表明,微弧氧化膜具有优良的摩擦磨损特性,其耐磨性可与硬质合金相媲美。 图1 陶瓷球对磨时的轮廓形貌 图2 陶瓷球对磨时的摩擦系数 3.3 绝缘性 绝缘性能提高的根本原因是陶瓷层厚度和致密性的增加。通过实验,在适当工艺参数控制下,微弧氧化陶瓷层的击穿电压可达1200V,且随膜层增厚和致密性提高而增大。 3.4 热分析 实验表明,300µm厚的耐热层在一个大气压下可承受3000℃的高温,在100大气压下的气体介质中,承受6000℃的高温达2s,微弧氧化得到的陶瓷层与基体结合牢固,不会因急冷急热在基体与覆层之间产生裂纹[6]。 3.5 硬度与结合力 铝合金微弧氧化膜硬度很大,远高于阳极氧化铝层,其致密层显微硬度可达800~1700 HV,具有很强的负载支持能力。从氧化膜的表层到基体,其断面显微硬度值先增大后减小[9],硬度的数值在膜/基体界面处逐渐过渡,具有缓冲作用,使软基体与硬质膜具有很强的结合力。 3.6 强度及疲劳性能 3.6.1
抗拉强度 以LY12-CZ铝合金为实验材料,对陶瓷层的强度性能进行了初步探讨,试件尺寸为200mm×30mm ×2mm,陶瓷层的厚度分别为0µm(表面阳极化)、15µm、20µm、25µm。对于微弧氧化处理试样和未处理试样,强度性能和延伸率相当一致。这表明:在膜层较薄时,试样表面微弧氧化处理对铝合金材料的拉伸性能没有明显影响,不随膜厚的变化而改变。其静载数据如表2。这一结果可以解释如下:材料的拉伸强度反映的是整体试样的宏观力学行为,取决于试样的整体组织结构,而在本试验条件下,微弧氧化处理只改变了试样表层几个微米深度的组织结构,其所产生的影响不会超出试验数据的波动范围(约为3%~5%)。此外,这一结果同时说明,由微弧氧化处理使材料表层快速加热和冷却,而导致试样表层产生的残余应力,其应力水平明显低于材料的弹性极限,并未破坏整体材料的应力平衡,不会对材料的宏观强度性能产生不良影响。 表2 试样静拉伸数据 膜层厚度/µm 最大载荷/N 抗拉强度σb /MPa 延伸率/% 0 12210 407
波音737NG系列飞机平尾下蒙皮裂纹故障分析
波音737NG系列飞机平尾下蒙皮裂纹故障分析
作者:张程远
来源:《航空维修与工程》2020年第09期
摘要:通过对波音737NG飞机平尾裂纹的故障分析,提出改进措施。以供同行在实际维护工作中参考。
关键词:水平安定面;裂纹;检查方法
Keywords:horizontal stabilizer;crack;inspection method
安全是民用航空永恒的主题,也是从业人孜孜以求的目标。2018年底到2019年初短短不到半年时间,波音737 MAX客机连续发生两起重大空难,中国民用航空局要求立即停飞国内航空公司所有波音737 MAX机型。在该机型全面停飞后,相当一部分的中短程飞行任务就落在了其上一代波音737NG系列机型肩上。随着运行频次的增加,保障和维护波音737NG系列飞机以使其安全稳定地投入运营显得尤为重要。
1 案例分析
2019年11月,两架波音737NG机型C检停场期间,在水平尾翼下翼面检查中发现在原有裂纹修理附近出现大量新裂纹。一架737-800客机左侧裂纹5处,右侧裂纹3处;另一架737-700客机左侧裂纹6处,右侧裂纹4处。就此情况Ameco发邮件问询波音工程部门,其建议依据波音737结构修理手册中55-10-01章的要求,将相邻的新旧裂纹合并一处进行B类修理并附加循环检查(见图1)。
排故结束后,波音回复的技术评估中有这样一段话“根据737结构修理手册51-00-04,受影响的下蒙皮属于FCBS(疲劳临界基准结构)、PSE(主要结构件),如果处理不当,将影响飞机的功能、结构强度、重量、平衡及其他影响飞机适航性的因素”,那么,如此重要的位置为何反复出现大量裂纹?
经过分析认为,首先是材料问题。从水平尾翼的功用来看,其对飞机产生俯仰力矩,在飞机水平飞行和做俯仰机动时承受相当的气动载荷。长期的疲劳载荷作用下会使结构产生疲劳损伤,进而出现裂纹。因此,对抗疲劳性有较高要求的下翼面蒙皮普遍使用2系铝合金。该系铝合金为铝铜合金,虽然较7系铝合金强度有所降低,但却有着良好的抗疲劳性。该型飞机平尾下蒙皮使用的正是2024T3状态的铝合金材料,但值得注意的是,蒙皮的厚度根据受力的不同而不同。以波音747型飞机为例,其机翼翼根部位的蒙皮厚度达到20.32mm,翼尖部位的厚度也有4mm。通过查阅手册和实际测量,却发现波音737NG系列飞机平尾下蒙皮的厚度仅为1.8mm,这使其在与翼肋结合的部位在长期受到气动载荷的作用下容易产生裂纹。
浅析民航飞机机身蒙皮航线常见结构损伤简介及处理方法
浅析民航飞机机身蒙皮航线常见结构损伤简介及处理方法
摘要:本文以民航飞机为研究对象,对其机身蒙皮航线的常见结构损伤修复进行分析。在概述结构损伤类型的技术上,对划痕、雷击、凹陷等问题的修复方法做出说明。从技术与经验两个方面出发,帮助相关岗位技术人员提高技能水平,为优化民航飞机的使用寿命与效果提供方法参考。
关键词:民航飞机;结构损伤;蒙皮修复
引言:飞机机身的蒙皮结构,是极其重要的组成部分。为了更好的维护飞机的使用效果,必须在日常维护工作中,通过技术手段的完善,对结构损伤类型与修复方法进行精确核对。在缩减飞机停场时间的同时,降低航班的运营压力,并以此保证民航飞机的正常使用条件。
一、机身蒙皮结构损伤类型
蒙皮结构损伤,可以在损伤条件的影响效果上进行分类,并总结出以下四种类型。其一,A类永久损伤。此类损伤对于飞机的适航性与安全性影响可以忽略不计,仅执行损伤记录即可,无需对其作出修复与额外检查;其二,B类永久损伤。此类损伤在未发生恶化与扩展的条件下,无需进行修理,但必须以飞机的适航性与安全性作为基本前提;其三,C类临时损伤。这类损伤必须在一定期限内进行处理,以防发生损伤恶化;其四,D类损伤。这类损伤的影响较为明显,不仅对飞机运行的适航性与安全性造成了明显的负面影响,其影响区间甚至已经超出了容忍界限,必须立即对其进行修复。
另外,以损伤形式为分类标准,可以将蒙皮结构损伤分为划痕、雷击、沟槽、裂纹、磨损、腐蚀、变形等多种类型[1]。出现此类结构损伤,不仅受到外部环境条件与操作方法的影响,甚至会对飞机的使用耗损产生影响。针对此类情况,可以采用DFR(细节疲劳额定值)的计算方法,完成基本的磨损分析。DFR计算方法下,可以保证分析的准确率在95%以上,并区别于实用载荷条件,作为结构本身固有疲劳性的特征分析方法发挥作用。技术原理上,可以通过紧固件拉伸结构获得DFR阈值的计算公式:
飞机蒙皮挖补实训报告
第 1 页 共 9 页 飞机蒙皮挖补实训报告
飞机蒙皮挖补实训报告
201*
年11月26号到12月7号我们在学校机库,开始了
为期两周的飞机蒙皮的挖补实训。,上学期我们已经有了对铆接的认识和实训,技能培训,通过这次实习,我体验到一些平时在书本上看不到。学不到的东西,让我对飞机的铆接有了直观的认识。下面就这次实习做下总结,希望能够使自己在总结过程中再次熟悉学过的内容,了解自己的不足,也希望通过总结能够使自己再次回想起当时的情景,为自己坚定做一个机务人的目标提供更直接的动力吧。
铆接就是运用压力或者拉力膨胀的原理,紧密连接物体使用铆钉连接两件或者两件以上的物体叫做铆接
通过为期两周的实训,对铆接技能具有一定能力,在理论知识的基础上,通过实际训练,熟悉对铆接技能操作工具的使用,正确的掌握铆接方法,同时训练自己对工作单的认识态度(必须严格按照工单对零件进行加工铆接)实训安排 第 2 页 共 9 页 1,按照工单要求下料(练习板、A处、B处、C处);2,对A处,挖补一个圆形;3,对B处,挖补一个椭圆;4,对C处,挖补长方形;
5,根据工单,对D板,并用埋头铆钉进行铆接拼合;6,根据工单,对F板,并用平头铆钉进行铆接拼合。7,运用练习的技巧,对上次钣金实训下料的飞机蒙皮部件做铆接装配;
8,实训场地卫生整理。实训工具
1,气钻:气钻是一种手持式气动工具,主要用于对金属构件的钻孔工作,尤其适用于薄壁壳体件和铝镁等轻合金构件上的钻孔工作。具有工作效率高,钻孔精度高等特点,广泛用应用于家电制造,房屋装修,汽车船舶制造,航空航天工业制造及维修行业,功率大,无火花,在高瓦斯矿井中,尤其能体现其安全性。根据加工精度要求可以选用不同型号的工具。
2,铆枪:用于铆接实心铆钉的普通气动工具,通过铆卡对铆钉的连续冲击,使其变形膨胀,形成墩头,达到铆接。3,顶铁:方形顶铁,圆柱形顶铁4,钻头:Ф4.1十只,Ф2十只
研究飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤
研究飞机结构修理中去除蒙皮边缘损伤
【摘要】人们生活品质逐步提高,无形中对飞机运行安全提出了严格要求,这就要将飞机结构修理工作放在重要位置。为了保证去除蒙皮边缘损伤修理效果达到预期要求,就要重点关注深度、半径、划痕长度等细节问题,防止对蒙皮疲劳品质造成严重影响。本文从飞机蒙皮损伤的主要原因入手,展开阐述,针对飞机结构修理过程中如何高效去除蒙皮损伤进行全面探讨。
【关键词】飞机结构;蒙皮损伤;飞行循环;裂纹
【引言】飞机安全稳定地飞行离不来飞机蒙皮的支持,这就要保证飞机蒙皮充分发挥作用,让飞机在实际飞行期间形成较好的气动力。飞机飞行时会将具体承受到的空气动力,直接传递给机身、机翼、骨架,这样就会使飞机受力情况变得非常复杂。飞机蒙皮需要与外界物质接触,为了防止产生蒙皮损伤的问题,前期阶段需要以选用塑性和轻度比较强的材料为主,突出表面光滑特征,保证具备耐腐蚀性符合标准要求。
1飞机蒙皮受损的主要原因
在修理飞机过程中如果修理人员没能选用针对性的修理工具,就会增大飞机蒙皮搭接处、边缘处出现损伤和划痕问题的概率。在此种状况下,飞机经过一定的飞行循环就会形成裂纹。细致分析并总结产生裂纹的机理,可知具体包括:在非限性有限元分析和数据证明的状况下,可知一些搭接处有相对较高的工作应力;存在划痕搭接位置,高应力荷载异常的发生概率较大;如果是正常的工作载荷下,受到划痕位置上的高应力作用,还会出现结构弯曲问题;划痕处存在过多的损伤,不仅会诱发小裂纹,也会逐步扩展为大裂纹[1]。
2飞机结构修理工作中去除蒙皮损伤的具体方法
2.1修理蒙皮轻微损伤的要点 一是选用针对性方法,做好蒙皮鼓动修理工作。一旦飞机蒙皮上出现鼓动,就要将挖补、整形、加强、更换蒙皮、确定材料垂直方向等多种方法作为保障。在实际搭接型材过程中,需要结合与之相邻的一端蒙皮形状和搭接方式,保证最终确定的下陷程度和弧度具有合理性。二是精准确定蒙皮出现压坑时的修方法。如果飞机蒙皮上出现压坑,就会对蒙皮表面的光滑程度造成严重影响。为了提高问题处理效果,就要对各种情况进行细致分析。如果压坑具有细小特征,分散分布,不会对飞机内部结构的完整性造成影响,可以不进行修理;如果压坑的具体分布面积非常大,需要修理表面光滑的榔头和木顶;如果压坑面积非常小,就会增加修理难度,如需要在出现压坑的位置上,钻取一个孔洞,并将其直径设置为4cm,使用弯钩拉起并要对四周压坑的位置进行锤击,直到恢复原状,之后再使用铆钉进行封口。
波音787-9飞机大翼蒙皮因紫外线损伤掉漆的检查和处理
波音787-9飞机大翼蒙皮因紫外线损伤掉漆的检查和处理
作者:芦抗抗 李强 武桐
来源:《航空维修与工程》2021年第09期
摘要:对近年个别波音787-9飞机大翼出现的因紫外线损伤而大面积掉漆现象的处理进行总结分析,着重总结大翼复合材料蒙皮的检查和处理,以供业界遇到相同问题时参考。
关键词:波音787;紫外线损伤;掉漆;复合材料
Keywords:B787;UV damage; paint peeling;composite
0 引言
从2020年开始,我司波音787-9机队陆续有三架飞机出现大翼表面漆层现象(见图1),这些飞机有两个共同点:经常执飞跨越北冰洋上空的北美航线;入列时间都为2016年下半年。
这一现象引起工作者高度重视。按照常规处理方式查询修理手册得到的答案是只进行褪喷漆和检查的工作,但结合这三架飞机上述两个共同点,工作人员向波音公司发出咨询邮件询问这一现象的原因和临时处理措施。
最终波音证实这是因制造时喷漆工艺设计缺陷引起的损伤,后续波音将会发布相应文件改善这一情况,运营人可向波音发起索赔。
1 现象分析
复合材料因其低密度、高强度、耐腐蚀、抗疲劳等优异的材料性能在航空制造业中得到广泛运用,但长期以来复合材料的使用停留在次要结构的制造中,而波音787飞机是首款大量运用复合材料制造的跨时代机型,其机身和大翼主要结构由BMS8-276碳纤维增强材料取代了传统的铝合金材料进行制造。复合材料也有其弱点,生产和工作环境的温度、湿度以及射线等都会使其降低一定的力学性能甚至发生脱层、纤维断裂等损伤,本文着重分析多起相似事件中射线对飞机的影响。
自然界中紫外线射线(Ultraviolet)主要有三种即Ultraviolet A、B、C,简称UVA、UVB和UVC,其中UVC会被臭氧层全部吸收,不到2%的UVB会穿过臭氧层,但其波长还不足以穿透玻璃等透明材料,但UVA却具有极强的穿透性,约98%的UVA能够穿透臭氧层到达地面。为降低太阳光和日光灯中UVA对复合材料产生的影响,波音公司复材生产车间中会用特殊玻璃和灯罩去除这种影响[1]。
飞机蒙皮修理补片对气动特性的影响分析
《装备制造技术>>2ol1年第6期
飞机蒙皮修理补片对气动特性的影响分析
罗守华,张伟,赵德春
f空军第一航空学院航空机械工程系,河南信阳464000)
摘要:利用欧拉方程计算了飞机机翼特殊部位蒙皮受损修补后,修理补片对气动特性的影响,并进行了粘性修正,从 而为优化飞机蒙皮的实际修理工作提供了参考指标,具有较大的实际意义。 关键词:飞机;机翼;欧拉方程;修理补片;气动特性
中图分类号:V21 2.4 文献标识码:A 文章编号:1 672—545X(201 1)06-0043--05
众所周知,在现代战争中,飞机战伤抢修,是弥
补航空兵部队战争损耗、补充战斗实力和保持持续
作战能力最直接、最有效、最经济的途径【l】,是战斗力 “倍增器”,因而也是现代高技术条件下局部战争中
的一个重要研究课题。 飞机战伤抢修涉及到许多方面,以飞机蒙皮的 抢修为例,在战伤抢修中,具有一定厚度、面积及几 何形状的修理补片,势必改变飞机局部外形,从而对
飞机气动特性产生影响,因此必须对其影响程度,事 先进行理论的量化分析计算,以便给战伤抢修规范 的制定、战时修补工艺及飞机战伤抢修后的实际飞 行,提供直接而科学的参考依据,提高维修保障性、 安全可靠性、快速机动性和战斗效能,取得事半功倍
的效果。 正是基于这些考虑,本文以某型战斗机为例,计 算分析了飞机机翼蒙皮战伤修理后,修理补片对飞
机气动特性和气动载荷的影响问题。
1 计算要求
1.1 某型飞机机翼外形 本文使用某型飞机机翼进行了计算12],其主要参 数如下:
翼根弦长8 561 mm;
翼尖弦长496mm1. 平均气动弦长5 724 mm;
机翼参考面积S=2.1 X 107mlTl ;
机翼上反角一2。; 翼展9 344mm; 前缘后掠角60。。
力矩参考点36%平均气动弦长。 1.2修理补片形状数量和尺寸及位置
为便于比较不同地方对气动力影响的敏感性,本
文取两块修理补片,其形状尺寸为:300 rFlrFl X
机身蒙皮划痕损伤区裂纹检查 (1)
机身蒙皮划痕损伤区裂纹检查 (1) 北京飞机维修工程有限公司 潘建华 摘 要:由于使用不当的工具修理,导致飞机蒙皮的搭接处或对接处出现划痕损伤。经过一定的飞行循环后,这些划痕可能形成裂纹。本文详细介绍了波音系列飞机蒙皮划痕损伤区裂纹检查方法,同时简要介绍了蒙皮划痕产生的原因以及因划痕损伤导致的裂纹产生机理。 关键词:NDT;超声检查;涡流检查;飞机蒙皮划痕损伤;搭接/对接蒙皮裂纹检查 1、 背景 飞机修理过程中,曾发现机身蒙皮拼接处有多处长125-250mm左右裂纹,裂纹均出现在划痕处。检查发现蒙皮拼接处有多处划痕显示。典型的划痕沿上蒙皮拼接端沿伸,划痕深度一般为0.025mm-0.127mm,严重的达到蒙皮厚度的50%,如图1a所示。搭接蒙皮的划痕损伤主要出现在搭接处的下蒙皮表面,如图1b所示。对接蒙皮的划痕损伤主要出现在两蒙皮对接处的拼接带表面如图1c所示。 2、 产生原因及分析 调查发现,划痕是除胶时使用铲刀或金属利器导致的。飞机大修或重新喷漆前,需要除去蒙皮搭接或对接处的封严胶。除胶时,使用了铲刀、刮刀或其它金属利器,将蒙皮划伤。蒙皮上的划痕在经过一定飞行循环后可能形成裂纹。如图2(a、b)所示。 去除搭接或对接处的封严胶后,目视检查发现搭接处划痕连续呈直线状,但对接处多数是不连续的。对搭接蒙皮进行分解修理时,在无法目视发现的两蒙皮对接处的拼接带表面发现了更多的划痕。 划痕是导致裂纹的根源,并且这些起始于划痕或划伤处的裂纹会很快扩展并穿透蒙皮。在同一划痕上多处裂纹也会扩展连接形成整条长裂纹。因此,划痕损伤产生如下危害; • 划痕穿过剪切带有可能导致更长的裂纹; • 在高应力载荷区; • 发展为裂纹时,剩余强度将低于破损安全设计要求; • 可能导致失控性减压。 产生裂纹的可能机理有以下几点;
① 非线性有限元分析以及数据证明,一些搭接处有相对高的工作应力; ② 搭接或对接处存在划痕的地方可能导致异常高应力载荷; ③ 在正常的工作载荷下,划痕处导致的高应力会使结构产生弯曲,见图3所示; ④ 划痕处存在的多处损伤诱发成小裂纹,小裂纹扩展连接成整条大裂纹。如图4所示。 所有划痕必须修理。厚蒙皮浅划痕可以打磨去除,薄蒙皮需要加补一层蒙皮。 图1 机身蒙皮的典型划痕示意图 图2 因划痕引起的裂纹
简析PW1100G进气道唇口蒙皮损伤修理
简析PW1100G进气道唇口蒙皮损伤修理
作者:刘伟 郝庆禄
来源:《航空维修与工程》2021年第03期
摘要:以PW1100G发动机进气道为例,简析其主要结构特点,总结整理典型唇口蒙皮损伤的修理方法,并结合实际维修过程中的经验数据,对不同程度损伤修理方法的选用进行梳理。
关键词:进气道;唇口蒙皮;凹坑;允许损伤限制;修理
Keywords:inlet cowl;lip skin;dent;allowable damage limit;repair
0 引言
A320neo是空客为保持其A320产品线作为世界上最先进、最省油的单通道飞机系列而推出的机型。A320neo喷气式客机有两种新发动机的选择,即普惠的静洁动力PW1100G-JM和CFM国际的LEAP-1A。空客A320neo作为窄体机主要运力机型,随着运行量的增长,作为重要短舱部件的进气道损伤开始逐渐增多,而目前航线可维修裕度相对较小,如果没有合理可选的修理措施,容易造成维护成本高昂,周转备件不足,甚至造成停场周期延误。
1 进气道结构
我国民航主要使用亚声速飞机,其发动机进气道采用扩张型的亚声速进气道。它是一个气动整流部件,为发动机风扇的气流提供方向并有助于使气流平滑,可在各种状态下将足够的空气以最小的流动损失顺利地引入压气机。迎风进口部分为圆弧形唇口,多由2219铝合金蒙皮制成;进气道内部通道为扩张通道,由三明治结构消音板环绕;外形围板多为复合材料层粘板,如图1所示。
如表1所示,PW1100G进气道整体式前缘唇口由2219-T62铝合金蒙皮制成,省去内部结构拼接片,在结构减重的同时改善了前缘唇口的气动性能。前缘6点钟方向有底部防冰排气的设计,一改以前后传排气的形式,无防冰排气管路组件等结构。消音板采用整体式无拼接缝结构,内侧表面的复合材料层粘板均布直径0.020~0.025in的平行微孔,有效增大声学处理面积,提高进气道降噪水平。芯材为钛合金蜂窝,对腐蚀防护要求低,部分构型进气道消音板后边缘可能存在无封边、蜂窝裸露的情况(见图2),属于OEM制造正常构型。
飞机外部蒙皮修理及维护
西安航空职业技术学院 y 毕业设计论文
1
/西安航空职业技术学院
毕业设计(论 文)
论文题目: 飞机外部蒙皮变形及其预防和修理 _________
所属系部:
航空维修工程系
指导老师: 曹建华 职 称: 高工
学生姓名: 初明星 班级、学号: 12503102
专 业:
飞机构造
西安航空职业技术学院制
20011年12月10日 西安航空职业技术学院 y 毕业设计论文
2
>西安航空职业技术学院 毕业设计(论文)任务书
题目 飞机外部蒙皮变形及其预防和修理
任务与要求:
时间: 2011 年10月10日至2011年12月0 日共8周
所属系部: 航空维修工程系
学生姓名: 初明星 学号: 12503102
专业:
飞机构造
指导单位或教研室 : 西安航空职业技术学院
指导教师: 曹建华 职称: 高工
西安航空职业技术学院制
2011年12月10日 西安航空职业技术学院 y 毕业设计论文
3
毕业设计(论文)进度计划表
日期 工作内容 执行情况 指导教师 签 字
2011.10.10
至
2011.10.16
已完成(手写) (手写)
2011.10.17
至
2011.10.23
已完成(手写) (手写)
2011.10.24
至
2011.10.30
已完成(手写) (手写)
2011.10.31
至
2011.11.06
已完成(手写) (手写)
2011.11.07
至
2011.11.13
已完成(手写) (手写)
2011.11.14
至
2011.11.20
已完成(手写) (手写)
2011.11.21
至
2011.12.09
已完成(手写) (手写)
教师对进度 计划实施情 况总评
签名
年 月 日
本表作评定学生平时成绩的依据之一。西安航空职业技术学院 y 毕业设计论文
5
飞机外部蒙皮变形及其预防和修理
【摘要】 本论文主要阐述了飞机外部蒙皮变形及其预防和修理方法。
飞机蒙皮损伤原因分析及维护措施
飞机蒙皮损伤原因分析及维护措施
摘要:蒙皮是飞机飞行中最易损伤的零部件,本文对飞机蒙皮的典型损伤进行分析研究,并制定针对性维护措施,为提前做好预防飞机蒙皮损伤工作,确保飞行训练安全顺利提供借鉴。
关键词:飞机蒙皮;蒙皮损伤;维护措施
飞机蒙皮由铝合金制成,用铆钉固定在骨架上,构成飞机良好的外形,并和其他构件一起承受飞机的外部载荷。保持飞机蒙皮的完好,是飞机维护的一项重要工作,对保持飞机良好的飞行性能具有重要意义。
一、蒙皮损伤原因分析
(一)蒙皮划伤与腐蚀
飞机蒙皮表面有纯铝、氧化铝和油漆层组成的保护层,蒙皮的保护层很薄而且比较软,受到砂粒和金属机件等硬物的作用时,容易被划伤。当蒙皮保护层被划伤后,在空气中的水分或雨水的作用下,划伤处会产生电化腐蚀;如果有酸、碱溶液或石油产品滴落在蒙皮上,则会发生化学反应,导致严重腐蚀。蒙皮划伤或腐蚀后,不仅使材料的强度降低,造成蒙皮提前损坏,同时还使飞机表面变得粗糙不平,从而增大飞机飞行时的阻力和波阻,降低飞机战术性能。
(二)蒙皮油漆层脱落
油漆层处于蒙皮的最外层,用来保护金属免遭腐蚀,同时可使蒙皮表面保持光洁,以改善飞机的性能。但是油漆层硬度较小,易被砂石或金属物件划伤。油漆层受到各种油料、酒精、酸、碱、盐溶液作用后,易受侵蚀而膨胀,变软后剥落。油漆层在日光、水分、大气温度的长期影响下也会自然剥落,因为日光中的紫外线能够使油漆层的弹性和强度降低;油漆层长期附有水分,水分将渗入内部,使油漆层变软,甚至使油漆层与金属表面分离;大气温度变化时,油漆层会膨胀或收缩,天长日久,油漆层会裂纹,甚至剥落;大气温度变化还容易使水分凝结在油漆层上,逐渐渗入油漆层。
(三)蒙皮变形
蒙皮变形有鼓胀、下陷和曲皱三种形式。
1.飞行中,蒙皮在局部空气动力(吸力或压力)的作用下,会产生鼓胀或下陷,在正常情况下,这种变形很小,当外力消除后,蒙皮即可恢复原状。但是如果操纵飞机的动作过猛,使蒙皮受力过大,或者蒙皮由于有机械损伤,固定蒙皮的铆钉、螺钉松动而使得蒙皮刚度变小时,蒙皮鼓胀或下陷就会加剧,蒙皮的内应力就有可能增大到超过蒙皮材料的强度极限,从而使蒙皮出现永久变形。维护工作中如不注意,或不适当地顶压蒙皮,也会使蒙皮下陷或损伤。
