蒙皮用來(lái)構(gòu)成機(jī)翼尾、翼和機(jī)身的外形,承受局部空氣動(dòng)力載荷,以及參與抵抗機(jī)翼尾翼、機(jī)身、的歪曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。
骨架包括總想構(gòu)件和橫向構(gòu)件??v向構(gòu)件主要由梁和桁條組成,其作用主要是承受機(jī)翼、尾翼、機(jī)身彎曲時(shí)所產(chǎn)生的拉力和壓力;橫向構(gòu)件包括翼肋隔、框等,主要用來(lái)保持機(jī)翼、尾翼和機(jī)身的截面形狀,并承受局部的空氣動(dòng)力。有些加強(qiáng)框、肋還要承受集中載荷。
目前,飛機(jī)結(jié)構(gòu)的材料中鋁合金仍然占了很大比重,而鋁合金結(jié)構(gòu)的連接方式仍以鉚接為主。因此,飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的主要手段仍然是鉚接。
飛機(jī)鋁合金蒙皮的修理分解示意圖
一
蒙皮用來(lái)構(gòu)成機(jī)翼、尾翼和機(jī)身的外形,承受局部空氣動(dòng)力載荷,以及參與抵抗機(jī)翼、尾翼、機(jī)身的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。飛機(jī)上使用的鋁合金蒙皮主要由單板蒙皮和整體壁板兩種類型。
1.
蒙皮輕微損傷,是指蒙皮某些部位產(chǎn)生輕微的鼓動(dòng)壓坑或劃傷等。
2.蒙皮鼓動(dòng)的修理
蒙皮產(chǎn)生鼓動(dòng),說明該處蒙皮的剛度不足,因此要采用整形加強(qiáng)的方法處理;如果鼓動(dòng)嚴(yán)重,用加強(qiáng)方法不能排除時(shí),可采用挖補(bǔ)或更換蒙皮的方法修理。加強(qiáng)型材(或盒型材)的方向應(yīng)垂直或平行于桁條,并至少與相鄰的構(gòu)件搭接一端,
蒙皮鼓動(dòng)的修理辦法圖
3.蒙皮壓坑的修理
蒙皮上的壓坑,主要是破壞了蒙皮的光滑表面。如果壓坑微小,分布分散、且未破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu),則不必修理。如果壓坑較淺,范圍較大,用無(wú)銳角且表面光滑的榔頭和木頂塊修整。壓坑較深,范圍較小,不易整平時(shí),可在壓坑處鉆直徑為4~5mm孔,用適當(dāng)?shù)匿摋l打成鉤形,拉起修平,
有的突變小壓坑,若不能鉆孔整形,可將壓坑處打磨光滑,用酒精和丙酮清洗后,用摻有鋁粉的環(huán)氧樹脂或硝基填平壓坑,等干燥后修平并噴涂鋁粉漆。壓坑較深,范圍較大時(shí),可在壓坑處開直徑為10~16mm的施工孔,用鉤子鉤住,錘擊蒙皮四周使其恢復(fù)平整。然后安裝堵蓋鉚釘堵孔。
止裂孔位置的幾種修復(fù)方法示意圖
還有的突變小壓坑,若不能鉆孔整形,可將壓坑處打磨光滑,用酒精和丙酮清洗后,用摻有鋁粉的環(huán)氧樹脂或硝基填平壓坑,等干燥后修平并噴涂鋁粉漆。
4.蒙皮劃傷的修理
飛機(jī)蒙皮上出現(xiàn)劃傷后,如果劃傷深度較淺,未超過規(guī)定劃傷深度時(shí),則劃傷允許存在,不做修理。各型飛機(jī)對(duì)不同部位不同厚度蒙皮的允許劃傷深度都做出了相應(yīng)的規(guī)定。如果蒙皮的劃傷深度超過其規(guī)定值,應(yīng)用砂布將劃傷部位打磨成圓滑過渡,避免應(yīng)力集中。打磨后噴涂鋁粉漆,填平損傷部位后噴涂鋁粉漆。如果劃傷過深,除打磨噴涂外,還要在其內(nèi)部卯上一塊加強(qiáng)片。
5.蒙皮裂紋的修理
蒙皮上的裂紋,降低了蒙皮的強(qiáng)度,而且在受力過程中,裂紋還會(huì)因應(yīng)力集中的緣故,繼續(xù)擴(kuò)展。修理時(shí),應(yīng)根據(jù)裂紋的長(zhǎng)短深淺程度和所在位置等情況采用不同的修理方法。
6.鉆止裂孔
蒙皮上的裂紋較短時(shí)(一般小于5mm),可采用鉆止裂孔(直徑通常為1.5~2mm)的方法止裂。鉆止裂孔時(shí),止裂孔的位置非常重要。為了準(zhǔn)確地確定止裂孔的位置,鉆孔前,最好借助放大鏡觀察,確定裂紋借端的位置。
外貼鋁蓋板倒角修復(fù)圖
7.
蒙皮上的裂紋較長(zhǎng)時(shí),除鉆止裂孔外,還需在裂紋部位的內(nèi)部鉚補(bǔ)一塊與蒙皮材料相同、厚度相等的加強(qiáng)片。
整體壁板的鉚接加強(qiáng)
整體鋁壁板裂紋的修理圖
8.蒙皮破孔的修理
蒙皮上的破孔,如果直徑較小,對(duì)蒙皮強(qiáng)度影響較小,可采用無(wú)強(qiáng)度修理。所謂無(wú)強(qiáng)度修理就是不考慮強(qiáng)度,只恢復(fù)表面氣動(dòng)性能的的修理方法。
9.破孔的一般修理方案
此類破孔的修理通常采用托底平補(bǔ)法,此法首先是將損傷部位切割整齊,然后用補(bǔ)片填補(bǔ)切割孔,用村片托底,通過襯片將補(bǔ)片和蒙皮連成一體。
托底平補(bǔ)法的步驟為:(1)確定切割范圍(2)切割損傷部位(3)制造補(bǔ)片和襯片(4)鉆孔鉚接
破孔的一般修理方案圖
11.跨構(gòu)架蒙皮破孔的修理
當(dāng)蒙皮上的破孔跨越構(gòu)架時(shí),應(yīng)根據(jù)構(gòu)架的損壞情況,采用不同的修理方法。如果構(gòu)架沒有損壞,可將襯片做成2塊,其中一塊襯片應(yīng)搭在構(gòu)架的彎邊上。如果構(gòu)架和蒙皮同時(shí)損壞,襯片最好做成一整塊,先將它與蒙皮鉚接,再接補(bǔ)損傷的構(gòu)架,最后鉚接補(bǔ)片。此外,也可以先接補(bǔ)損傷構(gòu)架。
跨構(gòu)架鋁蒙皮破孔的修理示意圖
12.不易施工處蒙皮破孔的修理
飛機(jī)上有的部位,如后機(jī)身,可以從蒙皮的內(nèi)部接近損傷處,故放置襯片和進(jìn)行鉚接,都比較容易。
為了克服困難,有下列方法可行(1)充分利用切割孔進(jìn)行施工(2)利用艙口蓋或施工孔進(jìn)行施工(3)臨時(shí)拆卸蒙皮進(jìn)行施工(4)采用蓋板法修理
不易施工處鋁合金蒙皮破孔的修理圖
13.雙層蒙皮破孔的修理
飛機(jī)上的雙層蒙皮,其結(jié)構(gòu)形式主要有:一是內(nèi)外蒙皮之間鉚有框架;二是內(nèi)外蒙皮之間鉚有較厚的墊條;三是內(nèi)外蒙皮重疊和構(gòu)架鉚接在一起。因此雙層蒙皮在產(chǎn)生破孔后,應(yīng)根據(jù)雙層蒙皮的結(jié)構(gòu)形式采用不同的修理方法。
內(nèi)部有構(gòu)架的雙層蒙皮破孔的修理是采用先修外蒙皮后修內(nèi)蒙皮的方法。
內(nèi)部有墊條的雙層蒙皮破孔德修理是將襯片插入內(nèi)外蒙皮之間,用埋頭鉚釘將襯片與內(nèi)外蒙皮鉚接為一體,將兩塊補(bǔ)片分別安裝在內(nèi)外蒙皮的切口上,用埋頭鉚釘與襯片鉚接。
相互重疊的雙層蒙皮破孔的修理是將內(nèi)蒙皮上的孔開的小一些,外蒙皮上的孔開的大一些,把內(nèi)蒙皮當(dāng)做襯片,將補(bǔ)片直接鉚接在內(nèi)蒙皮上。
內(nèi)部有構(gòu)架的雙層蒙皮維修示意圖
14.更換蒙皮的方法
施工步驟:切割損傷蒙皮,制作與鉚接襯片,配制新蒙皮,安裝定位和對(duì)縫,鉚接新蒙皮。
具體步驟:
1
注意事項(xiàng):切割線與構(gòu)架平行,在轉(zhuǎn)角處要挫修成圓角,防止應(yīng)力集中;為增加接縫處的穩(wěn)定性,切割線要靠近構(gòu)架,但切割線必須和構(gòu)架保持一定距離(一般為40~50mm),以便鉚接襯片。當(dāng)損傷靠近蒙皮原有的接縫時(shí),應(yīng)用原接縫進(jìn)行接補(bǔ)。切割線應(yīng)盡可能避開鉚釘。切割下的舊蒙皮,不要隨便剪開或損毀,以便作為制作新蒙皮和新蒙皮鉆制鉚孔的參考。損傷蒙皮切割后,鉆去所有與骨架相連的鉚釘,便可將其拆除。
2
襯片的兩種形式:
(1)襯片是一個(gè)整條時(shí):桁條、肋框需要制作下陷,使桁條、肋框和蒙皮之間有一個(gè)間隙,以便襯片從間隙中順利通過。特點(diǎn):蒙皮接縫處的穩(wěn)定性較好,但施工較困難,多用于受力較大的部位。
(2)襯片分段時(shí):襯片應(yīng)作下陷或彎邊,以便和構(gòu)架鉚接為一整體。特點(diǎn):施工較容易,但接縫處的穩(wěn)定性較差,多用于受力較小的部位。
3
新蒙皮的要求:與原蒙皮的材料、厚度相同。
配制方法:①
新蒙皮的定位方法:①
4
新蒙皮與襯片鉚接:由于襯片上沒有鉚釘孔,可同時(shí)鉆出。
如果蒙皮的損傷部位在飛機(jī)容易施工的地方,可將新蒙皮固定于損傷處,根據(jù)構(gòu)架鉚孔從內(nèi)向外鉆出來(lái)確定。如果蒙皮的損傷部位在飛機(jī)較難施工的地方,根據(jù)蒙皮損傷的程度分別確定:當(dāng)舊蒙皮損壞不嚴(yán)重時(shí),經(jīng)整形后,舊蒙皮的鉚孔位置沒有變化,可按舊蒙皮的鉚孔來(lái)確定。
當(dāng)舊蒙皮損壞嚴(yán)重時(shí):
①
②
將定位釘置于構(gòu)架鉚孔中,裝上新蒙皮,并輕輕錘擊,使定位釘在新蒙皮上沖出鉚孔的位置。
對(duì)于單曲度的蒙皮:先鉚彎曲中心線附近的一列鉚釘,再依次鉚向蒙皮的一端。然后,再?gòu)闹行木€開始依次鉚向另一端。
對(duì)于雙曲度的蒙皮:先從蒙皮的中央開始,逐漸鉚向蒙皮的四周。在鉚接每個(gè)區(qū)域時(shí),應(yīng)按對(duì)稱順序進(jìn)行。
二
飛機(jī)上的梁有翼梁和機(jī)身大梁,翼梁通常由緣條和腹板組成。翼梁緣條和機(jī)身大梁、桁條大多是用型材制成的,他們主要承受拉力或壓力:翼梁腹板則有薄板制成,主要承受剪力。
1.梁緣條和長(zhǎng)桁的修理
損傷類型:缺口、裂紋、斷裂等。
缺口的修理:寬度較窄的缺口(一般小于5mm):(沿構(gòu)件的截面方向測(cè)量),只需將缺口銼修成光滑的弧形,用砂紙打光后涂上底漆即可。
寬度較寬的缺口:(沿構(gòu)件的截面方向測(cè)量)需把缺口切割整齊,用填片填上缺口,并鉚上加強(qiáng)片。
裂紋的修理:根據(jù)裂紋的長(zhǎng)短(沿構(gòu)件截面的方向)采用不同的修理方法。
裂紋長(zhǎng)度大于2mm,小于構(gòu)件一邊寬度的2/3時(shí):在裂紋的末端鉆φ2~2.5mm的止裂孔后,用加強(qiáng)片加強(qiáng)。
裂紋長(zhǎng)度大于構(gòu)件一邊寬度的2/3時(shí):在裂紋的末端鉆φ2~2.5mm的止裂孔后,用與構(gòu)件相同的型材進(jìn)行加強(qiáng)。
斷裂的修理:
如便于整根取下:采用更換的方法修理,即取下斷裂構(gòu)件,用材料相同、規(guī)格相等的型材,制作新構(gòu)件,按原孔鉚接。
接補(bǔ)型材的安裝方法:
外側(cè)接補(bǔ):接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的外側(cè)。
內(nèi)側(cè)接補(bǔ):接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的外側(cè)。
兩側(cè)接補(bǔ):
內(nèi)側(cè)和兩側(cè)接補(bǔ),應(yīng)將接補(bǔ)型材外棱角倒角,以保證接補(bǔ)型材與構(gòu)件貼合緊密。
兩側(cè)接補(bǔ),要使兩根接補(bǔ)的型材的端面彼此錯(cuò)開。外側(cè)接補(bǔ)其接補(bǔ)型材的截面重心和構(gòu)件的截面重心的距離較大,引起受力的變化。
接補(bǔ)型材的安裝方法示意圖
2.梁腹板的修理
腹板由薄板制成,通常用螺栓或鉚釘與緣條連接,承受剪力。腹板可能產(chǎn)生的典型損傷為破孔、裂紋等。修理時(shí),必須根據(jù)腹板損傷的輕重程度,損傷的具體部位,采用不同的修理方法。
3.腹板裂紋的修理:裂紋通常出現(xiàn)在工藝孔或緊固件孔邊。修理時(shí):在裂紋端頭鉆止裂孔,用與腹板同材料同厚度的板材加強(qiáng)。
腹板破孔的修理:將腹板上的破孔銼修成光滑的圓孔或橢圓孔。銼修后,在孔的四周涂上油漆防腐。
(1)銼修法
特點(diǎn):不能恢復(fù)腹板損失的強(qiáng)度
注意事項(xiàng):只適應(yīng)修理直徑較小的破孔(φ<40mm)。銼修的孔的邊緣與其他孔邊緣的距離不宜過?。?ge;40mm)。銼修的孔的邊緣與腹板緣條的距離不宜過?。?ge;40mm)。
(2)蓋板補(bǔ)法
將腹板上破孔切割、銼修成規(guī)則形狀后,鉚上一塊與腹板材料相同、厚度相等的蓋板,以彌補(bǔ)腹板損失處的強(qiáng)度。
當(dāng)破孔靠近一側(cè)緣條時(shí):鉆去腹板損傷處與緣條連接的鉚釘,將蓋板、腹板和緣條三者一起鉚接。
當(dāng)破孔直徑較大時(shí):上下兩端與緣條連接,中部與腹板鉚接,以增加修理部位的穩(wěn)定性。
破孔直徑較大的修理辦法示意圖
腹板切割修理:
腹板上密集的破孔或裂紋時(shí),則需要更換一段新腹板。
步驟:全部切割腹板的損傷部分。制作一段新腹板(與腹板材料相同、厚度相等的板材)。將新腹板填入切割口,代替已切除的腹板。在接縫處鉚接X形連接片,使新腹板與原腹板連接成一體。
鋁合金腹板切割修理示意圖
隔框和翼肋主要用來(lái)維持機(jī)身、機(jī)翼和尾翼的截面形狀,承受和傳遞局部空氣動(dòng)力載荷或集中載荷。
典型損傷:范圍較小的變形、裂紋或破孔,夜可能產(chǎn)生范圍較大的損傷。
修理的要求:恢復(fù)損傷框、肋的外形和強(qiáng)度。
內(nèi)容:變形的修理、裂紋的修理、破孔的修理斷裂的修理。
變形的修理:框、肋的變形多出現(xiàn)在框、肋的腹板上,可采用整形的方法恢復(fù)平整。如果整形后仍有鼓動(dòng),可在變形部位鉚接加強(qiáng)片或型材,以提高框、肋的穩(wěn)定性。
隔框的受力:作用于隔框的壓力通常沿隔框的徑向。翼肋的受力:作用于翼肋腹板上的剪力通常沿翼肋的高度方向。加強(qiáng)片的安裝方向:材料、厚度與框肋相同,尺寸稍大于變形部位,每排能鉚2排以上的鉚釘。型材的安裝方向:應(yīng)安裝在隔框的徑向,翼肋高度的方向。
對(duì)于在減輕孔、槽口等原切口邊緣處出現(xiàn)的
鋁合金隔框修理示意圖
當(dāng)框、肋上的裂紋長(zhǎng)度超過框、肋截面高度的1/3時(shí),使框、肋的強(qiáng)度降低很多,應(yīng)按框肋的斷裂方法修理。
破孔的修理:框、肋上產(chǎn)生破孔后,必須根據(jù)破孔在框、肋的不同位置,采用不同的方法。破孔在框、肋腹板的中部,只需將損傷部位銼修整齊,沿破孔四周用兩排鉚釘卯上補(bǔ)片。當(dāng)破孔損傷擴(kuò)大到彎邊或靠近彎邊時(shí),將損傷區(qū)切割整齊,并制圓角,根據(jù)切割部分的形狀和大小,用與框和肋同材料同厚度的板材制作一塊帶彎邊的補(bǔ)片和一塊連接片,
斷裂的修理:隔框、翼肋斷裂后,強(qiáng)度降低較多,
肋、框大范圍損傷時(shí)的修理:
切割與拆卸損傷部分:切割與拆卸框、肋的損傷部分,需要注意一下三點(diǎn);
(1)要盡可能的縮小切割與拆卸的范圍
(2)要便于安裝
(3)防止結(jié)構(gòu)變形
新框安裝前位置圖
配制新框、肋:新框、肋一般應(yīng)通過航材部
(1)一般要求新制框、肋材料應(yīng)與損傷框、肋材料相同、厚度相等,根據(jù)需要也可將材料厚度相應(yīng)增加。
(2)制作新框、肋前,需要檢查損傷框、肋鉚釘孔處的邊距是否足夠,邊距不夠的地方,在制作新框、肋時(shí)應(yīng)放出余量,保證新框、肋在鉚接時(shí)有足夠的邊框。
(3)制作新框、肋,要求外形準(zhǔn)確。
鉚接的新框與原框定位圖
鉚接新框的制作方法圖
確定新框、肋的安裝位置:新框、肋的安裝位置的確定包括以下內(nèi)容:
1
2
(1)用為損傷的構(gòu)件來(lái)定位
(2)用測(cè)量的方法來(lái)定位
(3)用橫向樣板來(lái)定位
(4)用縱向樣板來(lái)定位
3
鉚接新框的定位方法圖
新框、肋的鉚接:鉚接新框鉚接前必須試安裝修理部位有關(guān)機(jī)件,以校正定位工序的準(zhǔn)確性。鉚接新框、肋時(shí)有兩個(gè)要求:一要保證鉚接強(qiáng)度,二要防止鉚接變形。
為了防止鉚接變形,鉚接前需要用施工螺釘或定位銷將隔框、肋臨時(shí)固定;鉚接時(shí)應(yīng)正確選用鉚接工具,盡量采用直接鉚接法,并按對(duì)稱的順序進(jìn)行鉚接。
防止鉚接變形掛鉛垂線的方法對(duì)斷裂修理圖片的說明:
通常對(duì)斷裂的修理是采用接補(bǔ)修理的方法,接補(bǔ)方法的要求是:在恢復(fù)構(gòu)件抗拉和抗壓強(qiáng)度的前提下,盡可能的減輕構(gòu)件的重量,并力求施工方便。接補(bǔ)修理的工藝過程,主要包括構(gòu)件損傷部位的切割,接補(bǔ)型材的選擇以及接補(bǔ)型材的鉚接。
(1)損傷部位的切割
切割損傷的構(gòu)件的時(shí),切割應(yīng)超出損傷范圍5mm,并且切割應(yīng)與構(gòu)件垂直;切割后,用銼刀銼平切割縫,并涂刷防銹底漆;若結(jié)構(gòu)中有幾根構(gòu)件同時(shí)斷裂,需要事先用托架將損傷部件托住,在進(jìn)行切割。
(2)接補(bǔ)型材的選擇
接補(bǔ)型材通常選擇與構(gòu)件材料相同、截面積相等的型材.
(3)接補(bǔ)型材的安裝
安裝方法有3種:
接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的外側(cè)
接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的外側(cè)。
接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的兩側(cè)。內(nèi)側(cè)和兩側(cè)接補(bǔ),應(yīng)將接補(bǔ)型材外棱角倒角,以保證接補(bǔ)型材與構(gòu)件貼合緊
(4)鉆孔鉚接
為了保證梁緣條和長(zhǎng)桁修理后具有應(yīng)有的強(qiáng)度,一般規(guī)定,由于鉆孔使構(gòu)件強(qiáng)度消弱的程度,不得超過構(gòu)件原來(lái)的8%~10%。