机翼结构的修理

1、实习培训报告机翼结构的修理【摘要】本论文主要阐述了飞机翼梁的组成结构及修理方法。由于机翼是由蒙皮、长桁、翼梁、翼肋等构件组成，并在机翼中所发挥着独特的作用，所以我们对机翼上的蒙皮、长桁、翼梁、翼肋应该不只是要明白它的结构和布置，还应清楚它们的修理方法。从而在机翼出现故障后，能按照适当的修理方法，准确无误地对机翼结构进行修理，以保证机翼能在飞机上发挥其应有的独特性能。关键词 飞机 蒙皮 长桁 翼梁 翼肋 修理目录引言1 机翼结构的修理要求2 皮的修理2.1长桁间损伤蒙皮的修理内部补贴加强 蒙皮镶平修理2.2长桁处损伤蒙皮的修理2.3机翼前缘蒙皮的修理圆形镶平补片矩形镶平补片3 机翼长桁的修理3.

2、1长桁的补贴修理3.2长桁的挖补修理3.3长桁的切割修理“L”型长桁的切割修理“Z”型长桁的切割修理“J”型长桁的切割修理“T”型长桁的切割修理4机翼翼梁的修理4.1缘条的贴补修理4.2翼梁腹板的修理腹板裂纹的修理腹板孔洞的修理腹板切割修理5机翼翼肋的修理5.1翼肋弯边损伤的修理翼肋弯边腐蚀损伤的修理翼肋弯边裂纹损伤的修理5.2翼肋腹板的修理损伤不能矫形的修理局部切割换新的修理6机翼后缘蒙皮的修理结束语参考文献引言从第一架飞机的诞生到现在已有一百多年时间，然而在这百年时间里，飞机的发展却实现了质的飞跃。无论是最早的安装活塞式发动机的飞机，还是如今的安装大推力涡喷涡扇发动机的飞机；无论是轻巧的无

3、人机，还是起飞重量达上百吨的民航客机，它们之所以能够实现飞天梦想，非常重要的原因就是有机翼给飞机提供了足够的升力。机翼是飞机的升力面，用来产生气动升力，保证飞机在战术技术要求所规定的所有飞行状态下的飞行性能和机动性能。机翼还提供飞机的横向稳定性和操纵性，并用于安装起落架、发动机、储放燃油、武器等。机翼是由蒙皮、长桁、翼梁、翼肋等构件组成。1 机翼结构的修理要求机翼除了应满足对整个飞机的总体要求以外，还应满足以下要求：保证一定的升阻比K=cy/cx;机翼增升装置产生的升力系数增量cymax（图）值要尽量可能地大；从亚声速飞行转到超声速飞行时飞机的稳定性、操纵性和气动性能的变化要尽可能地小，热量要

4、尽可能少地传入结构，放置各种装载物的容积要尽量大。 无论是对飞机的总体要求，还是只对机翼的专门要求，这些要求往往是相互矛盾的。任何一个机翼方案都是一个折中方案，它应最全面地综合了飞机的用途和战术技术要求。因此机翼应保持良好的表面光滑性和精确的外形轮廓；还应保持修理后的机翼结构与原机翼结构等强度，以及具有相同的弯曲刚度和扭转刚度；更应保持机翼结构油箱具有良好的密封性。2 蒙皮的修理机翼蒙皮表面要求有很好的气动光滑性。因此，对损伤区的修理，一般不采用外表贴补修理，特别是机翼前缘到翼型最厚处。通常采用镶平修补或内部贴补修理。修理补片的连接均采用埋头紧固件。2.1 长桁间损伤蒙皮的修理 2.1.1 内

5、部补贴加强蒙皮损伤清理干净后，如果清除深度和面积超过可允许损伤容限值，需补贴加强修理，如 图21所示。 图21 长桁间损伤蒙皮的内表面贴补修理2.1.2 蒙皮镶平修理当蒙皮损伤不能修整时，应将损伤部位切除，采用镶平修理的方法修理。切除形状视损伤形状和该处结构情况决定。(这里可以写文字的，不要哦你过得太多)图22 长桁间损伤蒙皮的镶平修理图22中的补片为多层补片。当蒙皮损伤不能修整时，应将损伤部位切除，采用镶平修理的方法修理。切除形状视损伤形状和该处结构情况决定。这是一种多路传力修补形式。当其中一层补片损伤后，其他各层补片仍能继续承载。补片可以设计为一层，二层或四层，但层数不可太多，以免各层补片

6、之间贴合不好，而且每层应有适当的厚度。图22中的补片设计为台阶，这样使修理区刚度逐步变化，避免了刚度的突变，改善了修理部位的抗疲劳性能。2.2 长桁处损伤蒙皮的修理当长桁处蒙皮损伤不在翼型最厚以前区域时， 可采用外贴补法修理， 如 图23所示。图23 长桁处损伤蒙皮外贴补修理也可采用内、外补贴修理，如图24所示。（这里也写文字，下面的文字提上来）图24 长桁处损伤蒙皮内、外贴补修理当损伤发生在翼型最厚处之前时，补片必须是镶平式的，以保证不增加空气阻力，如 图25所示。补片不能穿过长桁，只能在长桁两侧安装补片。图25 2.3 机翼前缘蒙皮的修理前缘是气动力特别敏感区，对光滑性要求较高。蒙皮损伤均

7、要采用挖补镶平修理。补片形状视蒙皮损伤形状和结构情况而定。一般采用圆形补片或矩形补片，如 图26所示。图262.3.1 圆形镶平补片圆形镶平修理的结构形式如 图27所示。补片、镶平片和锚定位置等三者的关系如图27所示。（注：镶平片上的铆钉数根据需要确定。）图27 圆形镶平补片2.3.2 矩形镶平补片2.3.2.1 型式 I 双面铆接图28示出了机翼前缘用矩形镶平片采用双面铆接进行修理的典型结构形式。在图28中，零件1是补片，与修理蒙皮同材料，但厚度一般加厚一级到两级；零件2是镶平片，与修理蒙皮同材料同厚度。图28 矩形镶平片2.3.2.2 型式 II 不能双面铆接图29给出了不能双面铆接时典型

8、修理的结构形式。在该图中，零件1是镶平片，与修理蒙皮同材料同厚度；零件2和3一般比原蒙皮加厚一级到两级。全金属襟翼、副翼的前缘蒙皮损伤的修理与机翼前缘蒙皮损伤修理相似。当用圆形镶平补片修理时，如不能进行双面铆接时，则采用矩形镶平补片型式II方法。图29 不能双面铆接3 机翼长桁的修理3.1 长桁的补贴修理长桁损伤大多数为腐蚀损伤，清除腐蚀损伤后，若尺寸t大于长桁厚度的10%，W小于长桁缘边宽度的2/3 ，则按图31贴补修理。补片厚度由t值而定。材料牌号同长桁，装新补片之前，在长桁腐蚀清理区涂具有足够硬度的环氧密封胶，待胶固化后，铆接补片。这样使补片与长桁贴合面间不存在空腔。图31 长桁的补贴修

9、理3.2 长桁的挖补修理长桁局部腐蚀损伤严重（超过厚度的10%），不能直接贴补修理时，要将损伤部位切除修理。图32示出了这种修理方法。图32 长桁的挖补修理这种修理方法是：l 先将损伤部位切除，切口要打磨光滑，并制圆角；l 制作填平垫和加强补片；l 最后完成铆接。 3.3 长桁的切割修理若长桁损伤面积大，例如损伤超过缘条宽度的2/3 时，不能采用上述方法修理，则 应局部切割换新。3.3.1 “L”型长桁的切割修理将损伤区铆钉拆除，切割掉损伤部分（图33）。图33 “L”型长桁的切割修理注： 免切割时损伤蒙皮内表l 将切口端头修齐平。l 用同牌号、同型号的材料制一镶平件。l 再制加强补件。l 将

10、加强补件、镶平件与原长桁铆接一起。修补件长度和铆钉数应根据计算结果确定。在装同牌号的修补件时，为了和长桁贴合好，在圆角处修到B尺寸，B不小于长桁厚度。如果B小于长桁厚度，则修补件可用同材料的板料弯制成形，若长桁厚度较厚，板材弯曲成形有困难，可制成两个板弯件，叠加铆接。铆接时，尽量利用长桁上的旧孔。在旧孔处装铆钉或代用的其他紧固件时，如果是公制件将孔加大一级；如果是英制件则加大1/32 in.（0.8mm）或 1/64 in.（0.4mm）.新的孔边应清除毛刺，以提高疲劳强度。长桁切口端面，新配制的修补件和孔壁都要做表面保护处理，以防腐蚀。当需修理的长桁位于结构邮箱里时，新补长桁与机翼蒙皮的贴合

11、面及长桁切口端面，要涂密封胶。铆钉要浸胶铆接。铆接后，新补长桁与机翼蒙皮贴合处再涂胶实施填角密封，以防止漏油。3.3.2 “Z”型长桁的切割修理铆接时，尽量利用长桁上的旧孔。“Z”型长桁的切割修理，如图34所示。将“Z”型长桁损伤区切割掉，切口端头要求平齐光滑。用同牌号“Z”型材镶平被切割的长桁部分。并用相同材料制作同厚度连接头。为了使连接接头容易制作，常分成几块拼铆。图34 “Z”型长桁的切割修理在图34中，零件1的材料同原长桁，横截面面积按等强度计算确定，也可采用简易安全的方法确定，即f1=1.5×长桁下缘边面积；零件2的材料同原长桁，横截面面积按等强度计算，也可采用简易安全的方

12、法计算，即f2=1.5×长桁上缘边面积；零件3、 4材料同长桁，横截面面积等强度计算确定，也可采用简易方法计算，即f3=0.75×长桁腹板面积，f4=0.75×长桁腹板面积，将相同的两个零件3、4分别铆于长桁腹板两侧。这种修理对称性好，刚性好。对紧固件尺寸的加大要求及孔和修理件的密封要求同“L”型长桁的修理。3.3.3 “J”型长桁的切割修理 将长桁损伤部位切割掉，配制新的长桁。修理要求同“T”型长桁的修理。修理方式同“Z”型长桁的切割修理，如图35所示。图35 “J”型长桁的切割修理3.3.4 “T”型长桁的切割修理 修理要求同“L”型长桁切割修理。修理方法以安

13、24外翼“T”型长桁切割修理为例加以说明，如图36所示。图36 “T”型长桁的切割修理4 机翼翼梁的修理4.1 缘条的贴补修理 缘条损伤超出可允许损伤容限极限值，则要采用贴补修理（图41）。图41 翼梁缘条的贴补修理如损伤是腐蚀，将腐蚀彻底清除干净，直至露出基本金属为止。不能留下残存腐蚀点。根据清除腐蚀的长度，确定加强补片长度。一般补片距离清除面的边界线不少以安置两排紧固件的距离。按需要拆除修理区的紧固件，配制角形修理件（零件1和零件2）。因为缘条壁厚较厚，用同厚度的板材弯制较困难，所以分成两件制作。每件的厚度=1/2缘条壁厚。在选择零件1、零件2材料时应注意：u 修理上翼面缘条，可以选用铝锌

14、合金。（例如：我国的LC4、美国的7075和原苏联的B95等），因为铝锌合金静强度高。上翼面为受压区，疲劳强度不是只要问题。u 修理下翼面缘条，可以选用铝铜合金。（例如：我国的LY12、美国的2024和原苏联的A16），因为铝铜合金抗疲劳性能较好。机翼下翼面为受拉区，选用抗疲劳性能好的材料是很重要的。u 修理时，将零件1、 2安装在缘条修理区。利用缘条上的旧孔在零件1、 2上钻孔。孔边去毛刺。u 为了提高孔壁的抗疲劳性能，对孔实施孔壁挤压。这种工艺将孔壁挤压强化，使孔壁在径向和周向产生残余压应力。同时在挤压过程中，将孔壁的机械划伤、微观裂纹等缺陷清除掉了，因为提高了孔壁的抗疲劳性能。u 零件1

15、、2要求进行表面处理，清理损伤区域的缘条也要表面处理，并涂漆。u 在零件1、2表面涂密封胶，并在紧固件浸胶后，将零件1、2与缘条铆接在一起。在零件1、2周边涂密封胶以防漏油。4.2 翼梁腹板的修理4.2.1 腹板裂纹的修理在裂纹端头钻止裂纹孔，孔边除毛刺，然后用补片补强修理。通常裂纹出现在紧固件孔边；补片选用与腹板同牌号、同厚度的材料。紧固件的排列，沿展向与缘条铆钉间距相同；沿竖向与腹板加强筋铆钉间距相同，如图42所示。图42 翼梁腹板裂纹的修理修理时，在缘条位置上，紧固件要加大一级。孔壁要挤压强化，以提高孔壁抗疲劳性能；当修理结构邮箱处的翼梁腹板时，补片与腹板贴合面要涂胶，紧固件也要浸密封胶

16、安装，并且还要在补片周围涂密封胶；补片安装前表面喷漆。4.2.2 腹板孔洞的修理腹板损伤不能整形，应将损伤部位切割掉，修平，制圆角，去毛刺，贴补修理，如图43所示。图43 翼梁腹板孔洞的修理注意：l 孔洞大小不得超过梁腹板高度1/3，沿展向不应大于相邻翼肋之间跨度的2/3；l 同时从损伤边界到翼梁最近缘板的距离应不小于60mm。l 补片材料与梁腹板材料相同。补片厚度按等强度计算原则确定 或比梁腹板厚度加厚2级（英制）。l 铆钉数及直径通过计算确定。4.2.3 腹板切割修理当腹板损伤跨越腹板加强筋时，难以修整。为保证修理质量，将损伤腹板切割换新。在新、旧腹板对接处加拼接接头，如图44所示。图44

17、 翼梁腹板切割修理腹板切割时，切割线尽量选在腹板加强筋处，这可使加强筋铆在拼接接头上，以增加其刚性或者将腹板切割线选在二个加强筋之间；梁缘条上的紧固件孔需加大一级或两级；孔要进行孔壁挤压以提高抗疲劳性能，并在腹板上钻新孔，孔径和数量按需要确定；拼接接头的材料同腹板材料相同，其厚度加厚12级；在结构邮箱区，修理按密封要求进行。5 机翼翼肋的修理 5.1 翼肋弯边损伤的修理 5.1.1 翼肋弯边腐蚀损伤的修理l 腐蚀区的铆钉拆除，把腐蚀产物清理干净；l 在加工面做防腐处理和涂漆；l 制作新角形件（图51）材料和厚度与翼肋相同；l 铆接时利用翼肋的旧孔。翼肋腹板上的铆钉直径和孔的数量按需要确定。图5

18、1 翼肋弯边腐蚀损伤的修理5.1.2 翼肋弯边裂纹损伤的修理 当铆钉孔边出现裂纹时，将铆钉拆除，在裂纹端钻4mm止裂孔。钻孔时在翼肋与蒙皮间插入一保护条，以免钻孔时钻伤蒙皮。修理方法同对腐蚀损伤的修理。5.2 翼肋腹板的修理 5.2.1 损伤不能矫形的修理当翼肋弯边损伤扩大到翼肋腹板时，损伤不能矫形，如图52将损伤区切割掉，要求切割边光滑平齐，并制有圆角；用与翼肋同材料、同；厚度的退火状态材料制修理件，再淬火达到所需强度；制一连接接头，材料与腹板的材料相同，其厚度加厚12级；铆接前，修理件和连接接头喷底漆；钻、铆修理件和连接接头；图52 翼肋腹板的修理5.2.2 局部切割换新的修理当翼肋腹板损伤区较大时，则应局部切割换新。采用局部切割法将损伤切割掉；根据切割部分制一新件，材料与厚度同翼肋；制作一连接接头；将新、旧肋段铆接成一整体。连接接头及所属铆钉根据等强度计算确定。新肋段与连接接头是退火铝板成形件，成型后要淬火、阳极化，铆接前应喷底漆。修理如图53所示。图53 翼肋腹板的修理6 机翼后缘蒙皮的修理 机翼后缘常见的损伤是腐蚀、裂纹和压坑。l 如果蒙皮损伤是裂纹，则在裂纹两端钻止裂纹。l 如果损伤部位为凸头铆钉，可采用外面贴