飞机防水与排水设计

飞机防水与排水设计

0飞机耐久性设计的现状腐蚀对飞机的结构造成了严重危害，水是导致各种腐蚀和设备故障的极其有害的材料。因此，飞机的防水和排水是预防腐败工作的重要组成部分。如果飞机的防水和排水设计不好，就会发生严重事故。飞机的防水和排水设计,也是飞机耐久性设计的主要内容。某型高级教练机是我公司针对当今国内、外航空装备技术的发展和市场的需求,全力研制、自主创新、用于高质量培养第三代战斗机飞行员的新一代高级教练机。该型机提出了更高的防水要求,所以机体采用全密封结构设计。1飞机防水要求和措施1.1安装孔及口盖边缘水容易侵入和滞留在飞机机体上的主要部位有:机身蒙皮对接与骨架连接处形成的对接缝和贴合面缝;机身蒙皮搭接形成的夹角和贴合面缝;铆钉、螺栓等安装孔及口盖边缘。飞机结构的防水和排水设计力求简单、实用,且所需重量较小,应满足如下要求:1)防止雨水进入成部件对水敏感的部位;2)飞机机体内易积水的部位要有排水措施,可在第一时间内将其排出机外;3)在结构设计中采取有效措施,使零件、组件、部件的各部位尽可能不出现水的聚集;4)在口盖上雨水可能渗透的部位,设计防水槽。1.2对密封主体的密封安装1)采用合理的结构形式进行防水密封,并用密封材料堵塞结构上的渗透渠道(孔和缝);2)使用腻子和HM109密封胶填补飞机上零部件彼此接触不应该有的间隙;3)防止水进入机体,特别是对机体上部的结构和分离面处采取密封装配。蒙皮如采用搭接,则搭接原则为上搭下,前搭后;如采用对接,则对缝处涂HM109密封胶;4)对于多层结构,要避免出现结构缝隙;若无法避免,可在缝隙处填充密封剂XM-22B(见图1);5)在铆接时需保证铆接质量,在螺接时则应保证将螺母拧紧,螺栓连接需采用孔内涂密封胶、加密封垫、头尾部涂密封胶;6)口盖防水前机身口盖为重要电子设备、成附件安装和维护的通路,雨水渗漏更有可能造成电子成部件短路、成附件控制失灵,严重威胁飞机的飞行安全,所以,口盖防水是飞机防水的重点。2飞机机体表面维护口盖设计对于一个机翼或机身结构来说,若整个结构连续而且无口盖,则其重量将比有口盖者要轻。因此单纯从结构的重量要求来看,应以无口盖的整体连续结构最好,但实际上飞机的内部结构和机载设备在使用中需要保养和维护,飞机机体表面则需要开设大量的各种维护口盖,而口盖的设计必须要考虑到防水设计。口盖的防水包括口盖本身结构与口框之间的密封和固定螺栓(或螺钉)的密封,口盖设计时应考虑:1)为保证密封,螺栓数量应相对多些,且布置要均匀。2)口盖在反复拆卸后必须仍能保证密封,可卸口盖的密封材料或密封零件应考虑在长期使用中老化或损坏后,备件应容易制造、便于更换。3)口盖的紧固件也要有相应的密封措施。一方面可以选用密封紧固件,如某型高级教练机选用密封托板螺母,防雨快卸锁,防雨按钮锁等紧固件;另一方面,也可用XM-34不硫化腻子涂在螺栓(或螺钉)孔内,或螺栓的光杆部分拧入孔内以达到密封要求。2.1涂敷用密封材料1)具有良好的隔离性能(即不渗透介质的能力),不应使用吸湿性材料,如石棉板、腻子布等。2)对所接触的结构材料要求不腐蚀,并在不同的使用环境下(如海水、盐雾、温度等)性能稳定。3)具有良好的机械—物理性能,如足够的强度(抗剥离等)、良好的弹性,永久变形小。4)良好的工艺性,如有较宽的涂敷施工温度及湿度范围、合适及较低的活性期及施工期、材料硫化温度,最好是常温。5)密封材料的老化性能应满足寿命要求(一般寿命要求1O年以上),保证口盖在反复拆卸后仍然能够密封良好。6)毒性小、不易燃、不易爆、易贮存。2.2接枝接口盖密封经过对JL8飞机口盖的研究,发现JL8飞机的口盖主要是按维修性进行设计,主要分为以下四类,其密封情况分别如下:1)合页+按钮快卸锁口盖此类口盖只需简单地按一下,或旋一下,即能使整个口盖打开或关上。因此使用和维护很方便。但此类口盖为不受力口盖,绝大多数没有密封措施。2)承力快卸锁连接口盖此类口盖由于承力快卸锁上下锁体配合关系,口盖与口框之间有2-3mm的固有间隙,用HM102或HM101海绵橡胶垫填充密封,在上锁体处胶垫开孔或剪断。这类口盖有一定的密封性能。3)螺钉托板螺母连接口盖采用螺钉托板螺母连接口盖与机体结构的连接点较多,连接处较强,口盖可传递部分或全部载荷。此类口盖的拆卸与安装较慢,但其重量特性较好。口盖所用的密封材料为5470-δ0.5或1151-δ0.5薄橡胶垫,这类口盖也有一定的密封性能。这类口盖通常用在翼面和机身受力部位以及口盖不常打开的地方。4)第一设备舱口盖此类口盖为飞机重要口盖,有很好的密封性能,主要靠1157-G6×1.25空心橡胶型材压缩器密封防水作用。2.3密封效果的影响1)第一设备舱口盖用的O型橡胶件老化、龟裂、脱粘现象严重,有的一年时间内就发生老化导致沿轴向破裂,时间一长影响密封效果。2)几乎所有的螺钉托板螺母连接口盖上的橡胶垫一年之内龟裂老化,失去弹性,时间一长影响密封效果。3)承力快卸锁连接口盖用的HM102或HM101海绵橡胶属于天然橡胶,耐大气老化性差,容易龟裂,时间一长影响密封效果。2.4密封口盖安装经过对JL8飞机口盖漏雨原因的分析,发现口盖密封-与口盖刚度、口盖连接形式、密封材料等有关,由此确定某型小批口盖为以下几种形式:1)承力快卸锁连接口盖(前设备舱侧口盖)此口盖盖板为整体化铣件,口盖四周均采用8350密封橡皮条进行密封,密封橡皮条用4799胶粘于口盖边缘,口盖密封条按要求做出凹字形,在承力锁锁体处冲出通孔,孔边缘与上锁体间隙≤2mm,边缘剪齐,或冲剪模切成形,密封条拐角及上锁体位置开孔的端头均采用铆钉固定。此口盖刚度好,密封条也不容易出现老化、压塌、脱粘等现象,故密封性能、防水性能均好。2)合页铰链+承力快卸锁连接口盖(座舱段设备舱侧口盖)此口盖盖板为整体化铣件或为蜂窝结构,口盖三周均采用快卸锁连接形式,密封要求及连接形式同承力快卸锁连接口盖,另外一周即口盖的下边缘则采用材料为LY12-CZ-XC01-6的合页铰链形式,由于两合页片间为间隙配合,防水性较差,故在合页加装挡水片结构,有效提高了合页的防水性。安装时将挡水片、下合页与飞机结构连接,连接时各层之间均涂HM-109胶密封铆接,防止水从挡水片与合页缝隙处渗入机体。此口盖刚度好,密封条也不容易出现老化、压塌、脱粘等现象,易渗水的合页上加装挡水片,故密封性能、防水性能均好。3)螺钉托板螺母连接口盖此结构形式口盖有电缆安装口盖、14-18框下口盖、前起落架撑杆接头口盖等。口盖与口框选用密封托板螺母连接,口盖四周粘贴进口膨化聚四氟乙烯带。同样,此进口膨化聚四氟乙烯带不容易出现老化、压塌、脱