畢業(yè)論文飛機(jī)機(jī)翼的主體結(jié)構(gòu)維修分析

1、飛機(jī)機(jī)翼的主體結(jié)構(gòu)維修分析摘要本論文主要闡述了飛機(jī)機(jī)翼的主體結(jié)構(gòu)（翼梁、蒙皮及復(fù)合材料）的損傷及修理方法，其中還包括翼梁的受載特點(diǎn)、翼梁的布置，超聲波無損探傷所需設(shè)備與工作原理以及校核強(qiáng)度。從而在機(jī)翼出現(xiàn)故障后，能按照適當(dāng)?shù)男蘩矸椒?，?zhǔn)確無誤地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修理，以保證機(jī)翼能在飛機(jī)上發(fā)揮其應(yīng)有的性能。關(guān)鍵詞機(jī)翼 翼梁 探傷 修復(fù)方法AbstractThis paper describes the main structure of the aircraft wing(wing spar,skin and composite materials)of damage and repair method

2、s,which also includes the characteristics under load,the arrangement of the wing spar beam, ultrasonic nondestructive testing equipment and work required principle and checking strength.Resulting in failure of the wing, in accordance with the appropriate repair methods, accurate structural repairs t

3、o ensure that the wing can play its proper performance on aircraft.key wordsAirfoil Spar Flaw detection Repair method目錄1 前言12 飛機(jī)翼梁的結(jié)構(gòu)分析12.1翼梁的結(jié)構(gòu)組成1翼梁緣條2翼梁腹板22.2 翼梁的受載特點(diǎn)22.3 翼梁的布置32.4力的傳遞情況4剪力的傳遞42.4.2 彎矩的傳遞42.4.3 扭矩的傳遞43 故障診斷53.1目測(cè)法53.2 超聲波探傷5超聲波探傷設(shè)備5超聲波探傷的工作原理64 故障修理64.1翼梁緣條的修理6缺口的修理7裂紋的修理7斷裂的修理84.

4、2 翼梁腹板的修理11裂紋的修理12破孔的修理12切割的修理134.3 蒙皮損傷修理14蒙皮壓坑和變形的修理14蒙皮劃傷和擦傷的修理15蒙皮裂紋的修理15蒙皮破孔的修理154.4 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷修理17飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷修理的技術(shù)要求18層壓板損傷修理18蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)損傷修理19參考文獻(xiàn)211 前言飛機(jī)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的，駛離地面的飛行器系統(tǒng)，是人類制造的最復(fù)雜的產(chǎn)品之一。除了極少數(shù)特殊形式的飛機(jī)之外，大多數(shù)飛機(jī)都是由機(jī)翼、尾翼、機(jī)身、起落架、操縱系統(tǒng)、動(dòng)力裝置和機(jī)載設(shè)備等幾個(gè)部分組成。機(jī)翼的主要功用是產(chǎn)生升力，以支持飛機(jī)在空中飛行，它還起一定的穩(wěn)定和操縱作用。隨著航空領(lǐng)域的技術(shù)水平的不斷

5、提高，飛機(jī)的出勤率增多，故障也日益增多，維修工作愈顯重要。因?yàn)闄C(jī)翼的重要性，它的維修工作也顯得尤其重要。2 飛機(jī)翼梁的結(jié)構(gòu)分析2.1翼梁的結(jié)構(gòu)組成翼梁一般由梁的腹板和緣條（或稱凸緣）組成。翼梁是單純的受力件，主要承受剪力和彎矩。在有的結(jié)構(gòu)形式中，它是機(jī)翼主要的縱向受力件，承受機(jī)翼的全部或大部分彎矩，翼梁大多根部與機(jī)身固接。翼梁的構(gòu)造形式主要有組合式（圖1-a）、構(gòu)架式（圖1-b）和整體鍛造式（圖1-c）。其中，組合式翼梁和整體鍛造式翼梁統(tǒng)稱為腹板式翼梁。現(xiàn)代飛機(jī)上普遍采用的是腹板式翼梁。它構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力特性好，同時(shí)還可以作為整體油箱的一塊隔板來使用。構(gòu)架式翼梁則構(gòu)件多，制造復(fù)雜，沒有或只有很少

6、的超靜定度，安全性低，又不能構(gòu)成整體油箱，現(xiàn)已很少采用。本文僅就腹板式翼梁作以較為詳細(xì)的闡述。（a）腹板（組合）式翼梁（b）構(gòu)架式翼梁（c）整體式翼梁 圖2-1 翼梁的構(gòu)造形式 （a）腹板（組合）式翼梁：1上緣條；2腹板；3下緣條；4支柱 （b）構(gòu)架式翼梁：1上緣條；2下緣條；3斜支柱；4直支柱 （c）整體式翼梁：1機(jī)翼與機(jī)身接頭的耳片；2銼修墊板；3固定座翼梁緣條翼梁的緣條由高強(qiáng)度鋼或鋁合金制造，經(jīng)常采用開剖面、厚壁、擠壓型材。在選擇緣條截面形狀時(shí)，要遵照制造簡(jiǎn)便、便于沿翼展長(zhǎng)度保持翼型、便于蒙皮與腹板固定的原則。按寬度方向伸展的緣條截面形狀，不僅有助于增大翼梁的慣性矩，而且還可降低用于承受

7、軸向力的緣條所需面積，從而減小翼梁的質(zhì)量。又由于存在緣條上的彎邊，所以蒙皮與腹板和緣條的固接得到了簡(jiǎn)化，從而使孔造成的截面損失較小。翼梁腹板翼梁腹板由板材制成。薄腹板有時(shí)用角形截面的型材加強(qiáng)支持，以便把腹板分成單個(gè)的壁板，從而提高相對(duì)厚度。起支持作用的角形截面型材和翼肋腹板彎邊，用來把翼肋固定在翼梁腹板上。腹板可以制成波紋板或三層板的形式。在翼梁結(jié)構(gòu)中可能是一塊，也有可能是兩塊腹板，兩塊腹板能夠保證更大的生存性（如果其中每一塊都保證承受通過翼梁腹板的載荷），此外，分置的腹板與緣條在形成閉室的同時(shí)，也使翼梁產(chǎn)生抗扭剛度。2.2 翼梁的受載特點(diǎn)當(dāng)空氣動(dòng)力載荷傳遞到機(jī)翼上后，蒙皮受載并把此載荷傳遞到

8、翼肋和桁條上，桁條受蒙皮加載并把此載荷傳遞到翼肋上，翼肋由蒙皮和桁條加載并將此載荷分配到翼梁腹板上，由翼肋傳遞到翼梁腹板上的剪流，在翼梁腹板上產(chǎn)生沿翼梁長(zhǎng)度的階梯式累積剪力。圖2-2(a)所示為前（第1）梁腹板的受載情況，后（第2）梁也是如此。梁腹板接受從翼肋傳來的剪力和，該力和翼梁與機(jī)身隔框固定接頭上的反力平衡。如圖2-2（ac）所示為腹板的受載和寬度為的一個(gè)小單元翼梁腹板的受力平衡狀況。沿這個(gè)單元的右邊緣作用一個(gè)從翼梢到翼根方向累積的剪流，左邊緣上將作用有同樣的剪流（因?yàn)橹岛苄。较蛳喾础８拱鍐卧谶@兩個(gè)剪流的作用下不能平衡。為了讓其平衡，連接上下緣條的鉚釘應(yīng)向腹板提供剪流。由腹板單元

9、的平衡條件可知=，并且，在這些載荷作用下翼梁腹板受剪，翼梁緣條上的鉚釘受水平方向的剪切。通過連接緣條和腹板的鉚釘，使緣條內(nèi)產(chǎn)生軸向力，它沿機(jī)翼向根部累積，在翼根剖面處與前后梁固定接頭的支反力和平衡，如圖2-2（d、e）。翼梁腹板傳遞到緣條上的剪流在向機(jī)翼根部累積的過程中，使壁板受到軸向載荷，壁板也以此形式承受彎矩。此時(shí)軸向載荷在縱向構(gòu)件（翼梁緣條和壁板）之間按抗彎剛度分配。圖2-2翼梁腹板和緣條（機(jī)翼壁板）受載圖2.3 翼梁的布置翼梁應(yīng)盡可能布置在剖面高度較大的部位，同時(shí)軸線盡量不要轉(zhuǎn)折，以便傳力直接、連續(xù)，這樣對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度有利，可減輕結(jié)構(gòu)重量。一旦有轉(zhuǎn)折，必須布置另一構(gòu)件（如另一梁或加

10、強(qiáng)肋）來承受由此出現(xiàn)的彎矩分量。其次翼梁沿展向最好按弦長(zhǎng)的等百分比線布置，否則緣條表面可能為雙曲面，給工藝帶來困難。然而實(shí)際情況是，翼梁的布置很大程度上容易受機(jī)翼平面布局和內(nèi)部裝載的影響，如前、后梁一般應(yīng)照顧前、后緣的襟翼、縫翼、副翼等增升裝置，另由于內(nèi)部空間的需要，例如為了安置起落架，為擴(kuò)大翼盒空間以增大整體油箱容積或增大扭轉(zhuǎn)剛度，一般難以將翼梁布置在機(jī)翼剖面的最大高度處，有時(shí)還可能向前或向后轉(zhuǎn)折。2.4力的傳遞情況剪力的傳遞剪力Q通過前梁腹板傳到接點(diǎn)3后，不能由前梁2-3段傳遞，因?yàn)榍傲涸谶@個(gè)力作用下，有繞其鉸接點(diǎn)2轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，而主梁在3點(diǎn)處牢固地支持著前梁，于是剪力就通過該支點(diǎn)3傳給主梁

11、，并經(jīng)主梁腹板傳給機(jī)身（如圖2-3）。 圖2-3 剪力彎矩的傳遞2.4.2 彎矩的傳遞外側(cè)機(jī)翼傳來的彎矩，作用在前梁緣條上（如圖2-3），有使根部前梁轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。這時(shí)，前梁的兩個(gè)支點(diǎn)（2和3）對(duì)它產(chǎn)生反作用力矩R彎L2-3來阻止它轉(zhuǎn)動(dòng)，并與M彎平衡。在支點(diǎn)2處，前梁傳給機(jī)身一個(gè)向下的作用力R彎，并使機(jī)身隔框上2點(diǎn)處的連接螺栓受到剪切作用；在支點(diǎn)3處，前梁傳給主梁一個(gè)向上的作用力R彎，使主梁受附加的集中力，再由主梁傳到機(jī)身隔框上。2.4.3 扭矩的傳遞加強(qiáng)翼肋外側(cè)機(jī)翼傳來的扭矩，經(jīng)過蒙皮與加強(qiáng)翼肋連接的鉚釘，以剪流形式傳給加強(qiáng)翼肋后，是由3點(diǎn)和4點(diǎn)處產(chǎn)生的反作用力偶矩R扭L3-4來平衡的（如圖2

12、- 4）。在使機(jī)翼前緣向下轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩作用下，加強(qiáng)翼肋在前支點(diǎn)3處，要傳給前梁一個(gè)向下的作用力R扭，再由前梁傳給主梁根部在支點(diǎn)4處，將向上的作用力R扭傳給后梁。 圖2-4 機(jī)翼內(nèi)段結(jié)構(gòu)承受扭矩的情況3 故障診斷對(duì)飛機(jī)翼梁故障檢測(cè)通常采用以下兩種方法。3.1目測(cè)法目測(cè)法是指直接用肉眼或使用放大鏡進(jìn)行檢查。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單方便、隨時(shí)隨地都可以檢查，而不受被檢材料性質(zhì)的限制。3.2 超聲波探傷超聲波是頻率大于20000Hz的機(jī)械波，超聲波探傷是利用超聲波在不同介質(zhì)中的傳播、反射和衰減等物理特性的不同來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法，又稱超聲波檢驗(yàn)，主要用于工件內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)。超聲波探傷具有穿透力強(qiáng)、無污染、效率

13、高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。超聲波探傷設(shè)備超聲波設(shè)備主要包括超聲波探傷儀和探頭。 超聲波探傷儀的主要功能是產(chǎn)生與超聲波頻率相同的電震蕩，激勵(lì)探頭發(fā)生超聲波。同時(shí)，它又將探頭接收到的回波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并予以放大、處理，再以一定方式在示波屏上顯示出來。超聲波探頭又稱電壓超聲換能器，是實(shí)現(xiàn)電生能量相互轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換器件。常用的探頭有直探頭、斜探頭和表面探頭等。主要由保護(hù)膜、壓電晶片和吸收塊等組成。其中，壓電晶片是由單晶（石英、硫酸鋰和碘酸鋰等）或多晶（鈦酸鋇等）材料切割成薄片而制成。晶片兩表面敷有銀層作電極，“-”極引出的導(dǎo)線接發(fā)射端，“+”極接地。吸收塊的作用是吸收雜波，并使晶片在激勵(lì)電脈結(jié)束后將聲能很快損耗

14、而停止振動(dòng)，以便接收反射聲波。保護(hù)膜可使壓晶片免于和工件直接接觸磨損，匹配電感可使探頭與超聲波探傷儀的發(fā)射電路匹配，以提高發(fā)射效率。當(dāng)高頻電壓加于晶片兩面電極上時(shí)，由于逆壓電效應(yīng)，晶片會(huì)在厚度方面方向產(chǎn)生伸縮變形的機(jī)械振動(dòng)。如果晶片于工件表面良好耦合時(shí)，機(jī)械振動(dòng)就以超聲波形式傳播進(jìn)去，即發(fā)射超聲波。反之，當(dāng)晶片受到超聲波作用而發(fā)生伸縮變形時(shí)，正電效應(yīng)又會(huì)使晶片兩表面產(chǎn)生不同極性電荷，形成超聲頻率的高頻電壓，即接收超聲波。因此，一個(gè)探頭即可用于單獨(dú)發(fā)射超聲波或接收超聲波，也可同時(shí)兼有發(fā)射和接收超聲波的功能。超聲波探傷的工作原理超聲波探傷儀由觸發(fā)電路、時(shí)基電路、發(fā)射電路、接收電路和顯示器等部分組成

15、。工作時(shí)，觸發(fā)電路發(fā)出電脈沖。時(shí)基電路產(chǎn)生鋸齒電壓，在熒光屏的橫坐標(biāo)（X1-X2）上產(chǎn)生一條相當(dāng)于時(shí)間坐標(biāo)的水平掃橫線。發(fā)射電路產(chǎn)生調(diào)頻脈沖電壓，加在發(fā)射探頭上。探頭將電波轉(zhuǎn)變成超聲波，并傳入工件中。超聲波經(jīng)缺陷或工件底面反射后，傳回接收探頭，探頭再將超聲波轉(zhuǎn)變?yōu)殡姴?，?jīng)接收電路檢波、放大后，在熒光屏的縱坐標(biāo)(Y1-Y2)上顯示出來。熒光屏上T波為反射波，F(xiàn)波為缺陷波，B波為底波。各脈沖波的高度與接收到的超聲波的能量成正比。顯然，T波最高，而F波河B伯最低。根據(jù)F波在橫坐標(biāo)上的位置，可以對(duì)缺陷的深度定位。根據(jù)F波德高度，可以估計(jì)缺陷的大小。如果缺陷在垂直于超聲波傳遞的方向上面積比較大，則熒光屏

16、上沒有B波出現(xiàn)。如果缺陷方向與超聲波傳遞方向平行，則對(duì)此缺陷探測(cè)的靈敏度大大降低。因此，對(duì)同一工件的同一部位，有時(shí)需要從不同方向多次探測(cè)，或利用兩個(gè)或多個(gè)探頭從不同方向進(jìn)行探測(cè)。4 故障修理4.1翼梁緣條的修理翼梁緣條的損傷類型主要有缺口、裂紋和斷裂等。修理時(shí)，應(yīng)根據(jù)損傷的實(shí)際情況，采用不同的修理方法。缺口的修理翼梁緣條邊緣產(chǎn)生缺口時(shí)，需根據(jù)缺口寬度的大小(沿構(gòu)件的截面測(cè)量)，采用不同的修理方法。寬度較窄的缺口(一般小于5mm)，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。銼修后的弧形應(yīng)當(dāng)符合圖4-1所示的要求。當(dāng)缺口寬度較寬時(shí)，需把缺口切割整齊，用填片填上缺口，并鉚上加強(qiáng)片，如圖4

17、-2所示。加強(qiáng)片的材料和厚度應(yīng)與原構(gòu)件相同，寬度則比缺口的寬度稍大。圖4-1缺口銼修法圖4-2缺口的修理裂紋的修理翼梁緣條在使用過程中出現(xiàn)裂紋，說明構(gòu)件在該處承擔(dān)的載荷過大，需根據(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。當(dāng)構(gòu)件邊緣出現(xiàn)長(zhǎng)度不超過2mm的裂紋時(shí)，可采用銼修法修理；當(dāng)裂紋長(zhǎng)度大于2mm，但小于構(gòu)件一邊寬度的23時(shí)，可在裂紋末端鉆直徑為225mm的止裂孔，再用加強(qiáng)片加強(qiáng)，如圖4-3所示；當(dāng)裂紋的長(zhǎng)度超過構(gòu)件一邊寬度的23時(shí)，在裂紋末端鉆止裂孔后，用與構(gòu)件相同的型材進(jìn)行加強(qiáng)，如圖4-4所示。圖4-3加強(qiáng)片加強(qiáng)圖4-4加強(qiáng)型材加強(qiáng)斷裂的修理翼梁緣條斷裂后，如果斷裂的構(gòu)件便于整根

18、取下，可采用更換的方法進(jìn)行修理。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。如果斷裂的構(gòu)件不便于整根取下，修理時(shí)，首先將構(gòu)件的斷裂部分切割整齊，用與切割部位相適應(yīng)的填補(bǔ)型材填平切割處，然后鉚接一條接補(bǔ)型材，將斷裂的構(gòu)件重新連接成一體，如圖4-5所示。這樣，在斷裂處作用于構(gòu)件一端的載荷，即可通過接補(bǔ)型材，傳至構(gòu)件的另一端，使斷裂構(gòu)件的強(qiáng)度得到恢復(fù)。這種修理方法，通常稱為接補(bǔ)修理。圖4-5 斷裂構(gòu)件的接補(bǔ)接補(bǔ)修理的要求是：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)型材的選擇和安裝，以及接補(bǔ)型材

19、的鉚接。 (1)損傷部位的切割切割損傷構(gòu)件時(shí)，切割線應(yīng)超出損傷范圍5 mm，并且切割線應(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，需事先用托架將損傷部件托住，再進(jìn)行切割。切割時(shí)，必須使各構(gòu)件的切割縫彼此錯(cuò)開，不要在結(jié)構(gòu)的同一截面上，以防止結(jié)構(gòu)接補(bǔ)后，在該截面處的面積突然增大，引起應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。一般切割縫錯(cuò)開的距離盡量大于l00mm。 (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。如果沒有同樣的型材，也可以用其它型材代替。但代用型材的抗拉強(qiáng)度()和彈性系數(shù)()要大于或等于構(gòu)件材料的抗拉強(qiáng)度和彈性系數(shù)。不同構(gòu)件材料的代用材

20、料見表4-1。表4-1代用材料表構(gòu)件材料代用材料30CrMnSiALC4、LYl2,45LC4，IYl245LYl2，LD5，MBl5，MB8LC4LYl2LD5,MBl5,MB8ZM-5LD6代用型材的截面形狀應(yīng)與損傷構(gòu)件的截面形狀相同。 (3)接補(bǔ)型材的安裝接補(bǔ)型材的安裝方法通常有三種：一種是接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的外側(cè)，簡(jiǎn)稱外側(cè)接補(bǔ)；一種是接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的內(nèi)側(cè)，簡(jiǎn)稱內(nèi)側(cè)接補(bǔ)；一種是接補(bǔ)型材安裝在構(gòu)件的兩側(cè)，簡(jiǎn)稱兩側(cè)接補(bǔ)，如圖4-6所示。構(gòu)件不論用哪種接補(bǔ)方法，施工時(shí)，應(yīng)將接補(bǔ)型材的兩端削斜(一般為45°)，如圖4-7(a)所示。采用內(nèi)側(cè)和兩側(cè)接補(bǔ)時(shí)，應(yīng)將接補(bǔ)型材外棱角倒角，以保

21、證接補(bǔ)型材與構(gòu)件貼合緊密，同時(shí)，兩側(cè)接補(bǔ)時(shí)，還要使兩根接補(bǔ)型材的端面彼此錯(cuò)開，不要在同一截面上，見圖4-7(b)，這與切割面要彼此錯(cuò)開的道理是一樣的。接補(bǔ)型材的三種安裝方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。外側(cè)接補(bǔ)與內(nèi)側(cè)接補(bǔ)、兩側(cè)接補(bǔ)相比，操作比較簡(jiǎn)單，但是，外側(cè)接補(bǔ)其接補(bǔ)型材的截面重心和構(gòu)件的截面重心之間的距離較大(如圖4-8中的e)，接補(bǔ)后的構(gòu)件在傳遞載荷時(shí)，由于作用在構(gòu)件和接補(bǔ)型材上的力(P)都將分別通過它們各自的截面重心，這樣一來，作用在構(gòu)件和接補(bǔ)型材上的載荷不在一條直線上，因而出現(xiàn)一個(gè)偏彎矩()。這個(gè)偏彎矩，對(duì)受拉的構(gòu)件來說影響不大，對(duì)受壓的構(gòu)件來說，容易使構(gòu)件失去穩(wěn)定，產(chǎn)生縱向彎曲。由此可見，外側(cè)接補(bǔ)

22、的特點(diǎn)是施工比較簡(jiǎn)單，但使構(gòu)件受壓的穩(wěn)定性變差。圖4-6接補(bǔ)型材的安裝圖4-7接補(bǔ)型材的兩端削斜和端面錯(cuò)開圖4-8構(gòu)件外側(cè)接補(bǔ)后的受力情形內(nèi)側(cè)接補(bǔ)和兩側(cè)接補(bǔ)，施工雖然比外側(cè)接補(bǔ)復(fù)雜，但接補(bǔ)型材的截面重心和構(gòu)件的截面重心之間的距離較小，構(gòu)件受力時(shí)產(chǎn)生的偏彎矩也較小，因此，受壓構(gòu)件接補(bǔ)后不易失去穩(wěn)定性，這就是內(nèi)側(cè)接補(bǔ)和兩側(cè)接補(bǔ)的特點(diǎn)。所以，修理時(shí)應(yīng)根據(jù)損傷構(gòu)件的受力特點(diǎn)、截面形式和安裝位置等特點(diǎn)來合理地選擇接補(bǔ)方法。(4)鉆孔鉚接為了保證翼梁緣條修理后具有應(yīng)有的強(qiáng)度，一般規(guī)定，鉆孔使構(gòu)件強(qiáng)度削弱的程度，不得超過構(gòu)件原來強(qiáng)度的8l0。但是翼梁緣條的寬度較窄，截面面積較小，即使在截面上多增加一個(gè)鉚孔，

23、也容易超過規(guī)定，因此，修理時(shí)應(yīng)盡量利用構(gòu)件原來的鉚孔，不鉆或少鉆新孔。如果需要鉆制新孔，新孔的位置必須與原孔錯(cuò)開，不要在構(gòu)件的同一截面上。鉆好孔后，將填補(bǔ)型材安裝在損傷部位，先把接補(bǔ)型材鉚在構(gòu)件上，再將填補(bǔ)型材鉚在接補(bǔ)型材上。4.2 翼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)生典型的損傷為破孔、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。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)。加強(qiáng)片的尺寸根據(jù)鉚釘?shù)臄?shù)量和布置確定。當(dāng)加強(qiáng)片與緣條連接時(shí)，緊固件要加大一級(jí)；當(dāng)修理

24、結(jié)構(gòu)油箱處的翼梁腹板時(shí)，加強(qiáng)片與腹板貼合面要涂膠，緊固件也要浸密封膠安裝，并且還要在加強(qiáng)片周圍涂密封膠。另外，加強(qiáng)片安裝前表面要噴漆。破孔的修理（1）銼修法銼修法就是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，以防腐蝕。銼修法不能恢復(fù)腹板損失的強(qiáng)度，因此，這種方法的使用有以下限制：a.只適用于修理直徑較小的破孔。一般規(guī)定，破孔的直徑應(yīng)小于40mm。b.銼修后的圓孔或橢圓孔，其邊緣與其它孔邊緣的距離不宜過小。因?yàn)榫嚯x過小，腹板受剪力時(shí)容易在該部位失穩(wěn)而產(chǎn)生變形。為此，通常規(guī)定，破孔邊緣與附近其它孔的邊緣距離不得少于40mm。c.用銼修法修出的圓孔或橢圓孔，其邊緣與緣條的距

25、離不宜過小。因?yàn)榫墬l受拉或受壓時(shí)，容易使腹板失穩(wěn)而變形。因此，通常規(guī)定，破孔邊緣與緣條的距離也不得少于40mm。以上限制如圖4-9。圖4-9腹板銼修的規(guī)定（2）蓋板補(bǔ)法蓋板補(bǔ)法如圖4-10所示，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)腹板損傷處的強(qiáng)度。圖4-10蓋板補(bǔ)法當(dāng)破孔靠近一側(cè)緣條時(shí)，應(yīng)鉆去腹板損傷處與緣條連接的鉚釘，將蓋板、腹板和緣條三者鉚在一起，如圖4-11所示。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，如圖4-12所示。圖4-11破孔靠近緣條的修理圖4-12破孔直徑較大時(shí)的修理切割的修理當(dāng)腹板上有密集的破

26、孔或裂紋時(shí)，需要更換一段新腹板。首先全部切割腹板的損傷部分，再用與腹板材料相同、厚度相等的板材制作一段新腹板，將新腹板填入切割口，代替已切除的腹板，然后在接縫處鉚接X形連接片，使新腹板與原來腹板連成一體，如圖4-13所示。圖4-13腹板切割修理4.3 蒙皮損傷修理飛機(jī)蒙皮的主要作用是構(gòu)成飛機(jī)的外形，保持飛機(jī)的良好氣動(dòng)性能以及承受和傳遞載荷。在外在不利的條件下飛機(jī)蒙皮可能產(chǎn)生變形、裂紋或破孔等損傷。飛機(jī)蒙皮破損后，不僅破壞了飛機(jī)的良好氣動(dòng)外形，影響飛行性能，而且還會(huì)使損傷部位的蒙皮強(qiáng)度降低，承載能力下降，危及飛行安全。因此要及時(shí)修理飛機(jī)上蒙皮出現(xiàn)的各類損傷。飛機(jī)蒙皮的材料主要有鋁合金、復(fù)合材料和

27、蒙布等，不同的材料、不同的損傷，其修理方法也不同。蒙皮壓坑和變形的修理 飛機(jī)蒙皮的壓坑和變形損傷，可根據(jù)壓坑的深度和變形范圍的大小，采用相應(yīng)方法修理。如果損傷未超過該型飛機(jī)所規(guī)定的損傷容限值，則不需要修理；如果損傷超出損傷容限值，可用表面光滑的榔頭和頂鐵進(jìn)行修整。當(dāng)無法修理時(shí)可在壓坑處鉆直徑（4-5）mm的孔，修平蒙皮后用空心鉚釘堵孔，或在壓坑中心開直徑為（10-16）mm的施工孔后進(jìn)行修整，然后用堵孔釘把破孔堵?。ㄈ鐖D4-14）。對(duì)于不允許鉆孔部位的突變小壓坑（如前緣蒙皮、密封部位），可將壓坑部位氧化層打磨掉，用酒精或丙酮清洗后，圖刮環(huán)氧樹脂或黃膩?zhàn)樱稍锖笮奁郊纯伞D4-14 堵孔釘?shù)陌?/p>

28、裝蒙皮劃傷和擦傷的修理不同型號(hào)的飛機(jī)，蒙皮劃傷、擦傷的損傷容限是不同的，搶修時(shí)可根據(jù)劃、擦傷度的深度和面積采用不同的方法進(jìn)行處理。當(dāng)蒙皮的劃、擦傷范圍、深度及數(shù)量未超過規(guī)定的損傷容限時(shí)，不需修理。當(dāng)超過損傷容限時(shí)，對(duì)損傷部位進(jìn)行打磨，并在劃傷部位蒙皮的內(nèi)側(cè)（或外側(cè)）鉚上一塊玉蒙皮材料相同、厚度相當(dāng)?shù)募訌?qiáng)片。蒙皮裂紋的修理對(duì)于長(zhǎng)度小于5mm的小裂紋，采用鉆止裂孔的方法修理。止裂孔的直徑通常為（1.5-2）mm，止裂孔的位置應(yīng)超過目視看到的裂紋尖端2mm。對(duì)較長(zhǎng)的裂紋，除了要在裂紋尖端鉆止裂孔外，還要在裂紋部位的蒙皮內(nèi)側(cè)鉚一塊與蒙皮材料相同，等厚度的加強(qiáng)片，加強(qiáng)片的形狀根據(jù)裂紋的位置確定，裂紋一邊

29、的鉚釘個(gè)數(shù)通常采用設(shè)計(jì)載荷計(jì)算。蒙皮破孔的修理當(dāng)飛機(jī)蒙皮出現(xiàn)破孔損傷時(shí)，應(yīng)根據(jù)破孔的大小、蒙皮的材料、厚度以及受力情況采用不同的方法修理。（1）無強(qiáng)度修理當(dāng)破孔尺寸小于結(jié)構(gòu)的損傷容限時(shí)，一般不修理；當(dāng)損失部位有氣動(dòng)要求時(shí)，可采用填充法、堵蓋法等無強(qiáng)度修理方法恢復(fù)蒙皮的氣動(dòng)外形。破孔尺寸較小時(shí)可用填充法修理，一般選用泡沫聚氨酯作為填充劑。首先用細(xì)砂紙將損傷表面漆層打磨掉，在破孔裂紋尖端處鉆止裂孔，用細(xì)保險(xiǎn)絲穿進(jìn)各個(gè)止裂孔，并在破孔處編織成絲網(wǎng)；然后將混合好的泡沫聚氨酯噴涂在破孔處，噴涂面積應(yīng)稍大于損傷面積，并保證噴涂后的泡沫聚氨酯略高于蒙皮表面；待泡沫聚氨酯干燥凝固后，用砂輪或銑刀將其打磨平滑，

30、必要時(shí)噴漆。破孔尺寸較大時(shí)，可選用合適的堵蓋進(jìn)行修理。圓形堵蓋（如圖4-15a、b）和長(zhǎng)圓孔的堵蓋(如圖4-15c)。圖4-15 堵蓋法示意圖（2）貼補(bǔ)法貼補(bǔ)法是對(duì)破孔進(jìn)行簡(jiǎn)單修整后，在其外側(cè)用膠粘劑粘貼一塊與蒙皮材料相同、厚度相當(dāng)?shù)难a(bǔ)片。此法不僅能較好的恢復(fù)損傷蒙皮的外形，并且還具有一定的連接強(qiáng)度?？蛇m應(yīng)于小曲度且損傷范圍較小的單板蒙皮破孔的修理。（3）膠螺法對(duì)于非密封部位整體壁板上的破孔，可采用膠螺法進(jìn)行修理（如圖4-16）。將破孔切割成規(guī)則形狀后，用砂布打光切口截面；在切割孔的四周銑削出與切割孔相同形狀的下陷，下陷深度為蒙皮厚度的1/2，下陷的周邊寬度為（20-30）mm,若壁板內(nèi)側(cè)有加

31、強(qiáng)筋，下陷區(qū)域應(yīng)處于兩加強(qiáng)筋之間；按下陷深度和孔徑選取補(bǔ)片的厚度和尺寸，以蒙皮下陷區(qū)孔徑為基準(zhǔn)，驗(yàn)核對(duì)縫間隙；將補(bǔ)片與蒙皮一起鉆孔，并在蒙皮上鉚托板螺帽，螺釘?shù)膫€(gè)數(shù)視孔徑大小而定；將蒙皮下陷區(qū)及補(bǔ)片表面清理干凈，把準(zhǔn)備好的膠粘劑涂于它們的貼合面處，等數(shù)分鐘后，將補(bǔ)片放入下陷區(qū)，擰緊螺釘。圖4-16 膠螺法示意圖（4）膠鉚法對(duì)有密封性要求部位（如整體壁板）的破孔損傷，可采用膠鉚貼補(bǔ)片的方法進(jìn)行修理（如圖4-17）。主要工藝步驟包括：切割損傷部位、制作貼補(bǔ)片和填片、粘接和鉚接等，修復(fù)后應(yīng)進(jìn)行密封性實(shí)驗(yàn)。鉚接時(shí)，在貼補(bǔ)片與壁板之間、填片與壁板之間敷設(shè)或刮涂密封膠，鉚釘應(yīng)涂膠，拉鉚力應(yīng)適當(dāng)。圖4-17

32、 膠鉚法示意圖（5）托底平補(bǔ)法托底平補(bǔ)法是最常用的等強(qiáng)度修理方法，在平時(shí)的修理中也經(jīng)常使用，具有操作方便、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。具體方法是將損傷部位切割成規(guī)則形狀，然后用補(bǔ)片填補(bǔ)切割孔，用一片襯片托底，并采用鉚釘或螺釘將蒙皮、補(bǔ)片和襯片連接在一起（如圖4-18）。圖4-18 托底平補(bǔ)法示意圖4.4 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷修理復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上的保留其物理和化學(xué)特性的材料組成的一種新的多相材料，其各組分材料之間具有明顯的界面。復(fù)合材料由于具有高比強(qiáng)度、高比剛度、抗疲勞破損和抗腐蝕、易成型等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用越來越廣。復(fù)合材料的組分通常包括較強(qiáng)的、脆性的、高模量的增強(qiáng)材料和較弱的、

33、韌性的、低模量的基體材料。增強(qiáng)材料可分為纖維、顆粒、薄片等，為復(fù)合材料提供強(qiáng)度和剛度、承受軸向載荷，并決定著復(fù)合材料的導(dǎo)電性、熱膨脹系數(shù)等物理性質(zhì)。基體材料可分為樹脂（聚合物）基、陶瓷基、金屬基等，可改善復(fù)合材料的物理化學(xué)性能，傳遞剪切載荷，支持和保護(hù)纖維等增強(qiáng)材料，使復(fù)合材料保持一定形狀，免受磨損和腐蝕。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在幾乎所有的現(xiàn)代飛機(jī)上的應(yīng)用正與日俱增，在戰(zhàn)斗中的損傷也不是不可避免的。飛機(jī)上所采用的復(fù)合材料多采用層壓板和蜂窩夾心兩種結(jié)構(gòu)形式。飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷修理的技術(shù)要求復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同于金屬結(jié)構(gòu)，其修理技術(shù)要求也與金屬結(jié)構(gòu)不同。飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷修理的一般要求如下：（1）修理后

34、的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，應(yīng)盡可能恢復(fù)到使用條件下的設(shè)計(jì)許用值。（2）恢復(fù)結(jié)構(gòu)的功能使用，或者使用功能降低最小，即最少能完成一次飛行或執(zhí)行一次作戰(zhàn)任務(wù)。（3）經(jīng)修理后，構(gòu)件的質(zhì)量增加應(yīng)最少。對(duì)于飛機(jī)舵面的修理，質(zhì)量分布要滿足氣動(dòng)平衡要求。（4）對(duì)于有透波要求的夾心結(jié)構(gòu)（如雷達(dá)天線罩一類），修理后應(yīng)使其電性能的變化最小。（5）修理過程中不要過于增大損傷面積。（6）修理工藝應(yīng)滿足前線惡劣環(huán)境條件下的使用要求；修理時(shí)間要盡可能短，使用的工具設(shè)備要方便快捷，數(shù)量要少。層壓板損傷修理復(fù)合材料層壓板是由單層板粘合而成的，常見損傷形式有表面輕微損傷、內(nèi)部分層（脫膠）、破損等。對(duì)層壓板表面的小凹坑和小孔洞損傷，可在損傷區(qū)內(nèi)灌注填充物，恢復(fù)結(jié)構(gòu)外形。對(duì)層壓板的小面積分層損傷，可采用注射樹脂法進(jìn)行修理，此法不能完全恢復(fù)損傷強(qiáng)度，可作為臨時(shí)性修理（如圖4-19）。圖4-19 注射樹脂對(duì)于層壓板較大的破孔損傷，可采用貼補(bǔ)法或挖補(bǔ)法進(jìn)行膠接處理。膠接貼補(bǔ)修理是用復(fù)合材料或金屬材料制成補(bǔ)強(qiáng)板，以外補(bǔ)片的形式連接到原構(gòu)件的損傷部位，使損傷結(jié)構(gòu)得以加強(qiáng)。這種修理方法的優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)片制作容易，施工簡(jiǎn)單，但對(duì)曲率較大的結(jié)構(gòu)難以實(shí)施。為了減少剝離應(yīng)力和剪應(yīng)力的集中，補(bǔ)片邊緣一般做成1.5-3度的楔形角。這種修補(bǔ)形式類似于單面搭接接頭，通常能恢復(fù)原結(jié)構(gòu)原有強(qiáng)度的（70-80）%。膠接挖補(bǔ)修理是指挖除損傷的部分，以同樣的層