一例Cessna172飛機(jī)沖出跑道結(jié)構(gòu)損傷恢復(fù)分析

蔣楊

摘? 要：單發(fā)活塞式飛機(jī)在飛行訓(xùn)練過程中，由于頻繁起降和不規(guī)范操作等都可能導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)受損。文章是對某航校一架Cessna172飛機(jī)沖出跑道結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行排故分析，并制定出了合理的修復(fù)措施;為了確保飛行安全，修復(fù)后飛機(jī)應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控飛行，文章制定了詳細(xì)的監(jiān)控方案。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)損傷;變形;監(jiān)控飛行

中圖分類號：V22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）30-0074-02

Abstract： In the process of flight training， the structure of single piston aircraft may be damaged due to frequent takeoff and landing and irregular operation. In this paper， the structural damage of an Cessna172 aircraft rushed out of the runway is analyzed， and the reasonable repair measures are worked out. In order to ensure the flight safety， the aircraft should carry on the monitoring flight after the repair; therefore， this paper formulates the detailed monitoring scheme.

Keywords： structural damage; deformation; monitoring flight

2019年2月，某航校一架Cessna172飛機(jī)在執(zhí)行飛行訓(xùn)練著陸時，由于離地1米左右姿勢大、速度小，導(dǎo)致以失速狀態(tài)接地，接地后向左30度方向沖出跑道，左、右機(jī)翼受損，機(jī)尾擦地，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)以恢復(fù)飛機(jī)的適航狀態(tài)。自國內(nèi)通航引進(jìn)Cessna172飛機(jī)以來，已出現(xiàn)多起結(jié)構(gòu)損傷事故。以前出現(xiàn)此類故障皆是通過整體機(jī)翼換件方式來進(jìn)行修復(fù)，但考慮到通航運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性及換件航材等待的時間成本，因此對結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)進(jìn)行修復(fù)才是最劃算的。

1 機(jī)翼結(jié)構(gòu)分析

Cessna172屬于上單翼飛機(jī)，機(jī)翼為全金屬、支柱支撐的半硬殼式結(jié)構(gòu)，每個機(jī)翼包括一個翼片及一個整體油箱、副翼和襟翼。翼肋包括普通翼肋和加強(qiáng)翼肋。普通翼肋用來構(gòu)成機(jī)翼并保持翼型，支撐蒙皮和翼梁以提高其穩(wěn)定性并承受局部載荷。加強(qiáng)翼肋需承受和傳遞較大的集中載荷。機(jī)翼站位和內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳見（圖1）。

2 機(jī)翼損傷情況和修復(fù)措施分析

2.1 左機(jī)翼損傷修理

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)左機(jī)翼翼尖擦地破損，左機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋尾部擦地，輕微損傷;左副翼外側(cè)擦地，外側(cè)翼肋和上下蒙皮局部破損。

左機(jī)翼翼尖由于粉碎性破損且無法修復(fù)，故直接更換。左機(jī)翼WS208.00翼肋是輕微擦地?fù)p傷，因此我們對翼肋尾部進(jìn)行打磨、整形，對修理部位做防水處理。左副翼修理，需鉆掉副翼外側(cè)翼肋（0523811-0）上的鉚釘，取下翼肋。切割破損的副翼上下蒙皮，用2024-T3鋁合金板材對副翼外側(cè)蒙皮實(shí)施拼接修理（圖2）。鉚接新的副翼翼肋。

注意：盡量少的切割副翼蒙皮，避免對飛機(jī)造成二次損傷。

2.2 右機(jī)翼損傷修理

2.2.1 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)右機(jī)翼翼尖擦地破損，右副翼蒙皮輕微變形。

2.2.2 右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位上、下蒙皮鼓動變形。

2.2.3 右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動變形。

2.2.4 右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形。

2.2.5 右機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋變形。

2.3 右機(jī)翼對應(yīng)的修復(fù)措施

2.3.1 右機(jī)翼翼尖由于粉碎性破損且無法修復(fù)，故直接更換。右副翼蒙皮無裂紋，經(jīng)整形后，使其恢復(fù)到原始流線型。

2.3.2 右機(jī)翼WS190.00-208.00站位鼓動變形蒙皮首先進(jìn)行整形收邊將變形量減小，然后通過等強(qiáng)度修理鉚接加強(qiáng)將蒙皮鼓動部分消除。在確定鼓動區(qū)域后，選取長度、寬度與鼓動區(qū)域一致的補(bǔ)片（2024-T3，0.063inch鋁合金），等間距鉆孔后與原機(jī)翼蒙皮鉚接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部襯補(bǔ)修理。必要時，將板材折彎成直角狀，以進(jìn)一步增加其強(qiáng)度（圖3、圖4）。

2.3.3 右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動變形，首先對此處蒙皮整形，然后按等強(qiáng)度修補(bǔ)原則在鼓動區(qū)域蓋補(bǔ)一塊長度、寬度相同的補(bǔ)片。注意：補(bǔ)片制作后應(yīng)與機(jī)翼蒙皮呈同一平面，保持貼合（圖5）。

2.3.4 右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形，經(jīng)整形后可恢復(fù)其流線型。在這個區(qū)域，機(jī)翼結(jié)構(gòu)相對簡單。根據(jù)單發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊，普通翼肋、桁條和蒙皮均可更換。若是前梁外段變形，則采用切割拼接的方法進(jìn)行修復(fù)。按照等強(qiáng)度修理原則，用0.063inch的2024-T3鋁合金制作新的前梁外段，以保證修理后的大梁滿足等強(qiáng)度要求。

2.3.5 右機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋變形，由圖可知，中間翼肋變形量很大，整形已經(jīng)不能恢復(fù)其流線型。采取內(nèi)部拼接的方式進(jìn)行修復(fù)。

3 機(jī)尾擦地?fù)p傷和修復(fù)措施分析

飛機(jī)著陸操作不當(dāng)導(dǎo)致機(jī)身尾部觸地，尾椎系留環(huán)折斷，蒙皮處有褶皺，斷面較為平整;蒙皮擦傷，損傷面積約為2*3cm;尾部隔框磨損，磨損面積約為2*1.6cm;尾部方向舵下部整流罩擦傷，損傷面積約2.6*4cm。通過受力分析，我們知道機(jī)身尾部直接觸地導(dǎo)致機(jī)身尾部結(jié)構(gòu)非正常受力超過結(jié)構(gòu)承載能力，造成隔框、蒙皮、方向舵整流罩損傷、裂紋（圖6）。

根據(jù)Cessna172飛機(jī)AMM手冊要求，對尾部隔框損傷部位進(jìn)行探傷，檢查無裂紋后繼續(xù)使用。對尾部蒙皮、加強(qiáng)件進(jìn)行檢查，確保無裂紋、鉚釘固定良好。用0.032inch厚的2024-T3鋁合金板材制作補(bǔ)片對受損蒙皮進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修理并作防腐處理。更換機(jī)身尾部系留環(huán)（圖7）。

4 監(jiān)控飛行

執(zhí)機(jī)單位應(yīng)在飛機(jī)完成修復(fù)投入飛行后，對結(jié)構(gòu)損傷修理區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控檢查：首次50飛行小時、之后每100飛行小時目視檢查修理區(qū)域，應(yīng)無變形、裂紋、鉚釘脫落等異常，如有應(yīng)立即采取恢復(fù)措施。

5 結(jié)束語

我廠已按照此方案完成對該機(jī)的修復(fù)工作，修復(fù)后的飛機(jī)使用狀況良好，無裂紋等異常發(fā)生，修復(fù)后安全飛行400余小時，因此取消了監(jiān)控飛行，轉(zhuǎn)為正常飛行訓(xùn)練。飛機(jī)在使用過程，出現(xiàn)機(jī)翼結(jié)構(gòu)損傷，包括外緣蒙皮、翼肋以及前梁外段變形均是可以修復(fù)的，從經(jīng)濟(jì)角度和時間角度都是最優(yōu)的方案。

參考文獻(xiàn)：

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