211086444_飞机蒙皮损伤修理工艺方案研究

飞机蒙皮损伤修理工艺方案研究
90研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用
中国设备工程 2023.04 (上）
以上三种损伤类型中，意外损伤为影响飞机正常运
营的最主要的因素之一。

其具有以下特点：①由于环境因素或者人为差错等偶然因素导致的结构损伤；②一般外表目视可检损伤，是外场结构维护的主要损伤检查对象；③大多数类型的意外损伤具有特定损伤规律。

1.2 飞机蒙皮常见损伤的检查方法
（1）目视检查。

除了通常的普通目视检查外，在损伤位置更多的是使用详细目视检查。

对于一些位置很难直接观察到，位置比较特殊的表面，检查可以使用反光镜。

（2）NDT 无损探伤。

无损探伤是借助设备对飞机表面、深层的多种损伤探测的一种方法。

常见的分为涡流探伤、超声探伤、射线探伤和磁粉探伤、X-射线探伤、磁粉探伤。

（3）敲击测试检查。

敲击测试检查是检查薄蒙皮下的蜂窝结构损伤，一般用于对损伤区域和完成修理后区域的检查，一般使用的工具是金属敲击棒等。

在进行敲击测试时，要完整地敲击所有需要被检查的区域，在敲击时，敲击递增距离是允许封层范围的1/3，敲击时，需要保证结构和厚度的恒定不变。

在敲击一些大范围的部件时，比如发动机进气道等，可以使用分区法，把整个需要检查的区域使用线分成一块一块来确保所有的地方全部检查到位。

2 飞机蒙皮损伤修理工艺方案研究
2.1 飞机蒙皮损伤修理方案的确定
损伤修理的基本流程。

飞机蒙皮出现损伤时，需要按照特定的流程来确定本次维修需要使用的维修方案。

按顺序依次为确定位置并定义损伤、参考允许损伤范围、确定使用的维修方法。

（1）确定损伤位置并定义损伤。

根据现场损伤出现的实际位置确定损伤的部位或者部件，再根据现在损伤的状态确定损伤的类型和损伤处的材料。

（2）参考允许损伤范围。

根据损伤部件的位置和损伤类型，结合手册中给出的深度、边距、宽深比等参数确定损伤的程度，判断是否需要修理，是否可以修理等。

（3）确定使用的维修方法。

在完成以上两个流程的评估后，综合飞机状态、损伤重要程度、人员情况后最终选择合适的维修方案。

2.2 飞机蒙皮损伤的维修工艺方案
复合材料和普通的金属蒙皮由于其设计的完全不同，在损伤后有完全不同的处理方法。

比如，在普通破损后金属表面的蒙皮对于一部分并不是很严重的损伤，只需要对其密封表面采取贴金属胶带的处理方式，而对于复合材料表面因为复合材料对于水的比较特殊的性质，所以需要在修理前对一部分破损的复合材料进行除湿等额外的工艺。

在飞机复合材料的修理方法中，按照连接形式划分，可以分为机械连接修理和胶接修理两种。

（1）机械连接修理工艺。

机械连接修理工艺研究，主要包括制孔、切割、紧固件安装等工艺。

（2）胶接修理工艺。

胶接修理是飞机复合材料常见的修理方法。

胶接修理工艺主要包括挖补、贴补工艺等。

挖补修理：挖补修理方法可以恢复损伤区域的原有结构外形，修理后胶合面应力比较均匀。

可以将挖补分为两种斜面挖补修理和阶梯挖补修理。

由于挖补的修理表面可以恢复到原来的结构表面且比较光滑，不会影响飞机的原有气动性能，对气动性能要求比较高的表面如翼面等。

挖补修理的应力分散比较均匀，加上剥离应力比较小相比贴补的方法来说更适合厚度比较厚的层合板维修。

贴补修理：贴补修理方法是指在损伤的结构外表面通过粘贴的方式固定一个修理补片来恢复结构的强度和刚度。

贴补修理方法虽然和挖补相比工序简单，操作方便但是存在一定的剥离应力，所以对表面的空气动力性能有一定的影响。

贴补一般适用于对承力结构的临时修理，或者对承力比较小的结构的永久修理。

在胶接的维修中，胶接前的处理和胶接的维修过程中的除湿直接影响维修质量。

在胶接前需要对表面进行一定的处理，增加实际胶接面积，有利于胶黏剂的渗透，增加黏附力，达到提高胶接质量的目的。

复合材料具有对湿热环境影响敏感的缺点。

胶接修理前，应进行去湿处理，以避免湿气进入复合材料结构内部，导致在使用过程中高温或冷热循环作用下，湿气膨胀引起复合材料结构开裂、分层、蜂窝腐蚀等损伤。

目前，金属材料维修工艺已经基本完善和熟练，本文中不过多描述，参考以下两个维修方案来对比金属和复合材料的不同。

2.2.1 金属材料结构蒙皮表面穿透修理钻除损伤并钻出直径比损伤区域稍大最大不超过1.00 inch 的孔。

对损伤一定区域内的金属进行高频涡轮HFEC 的NDT 无损探伤检测，保证金属内部不存在周围因为损伤而导致的内部不可见缺陷。

对已经去除损伤的区域，再次进行保险性的切除，以保证损伤和金属的隐藏缺陷完全被去除。

对去除损伤的孔进行打磨光滑处理，保证孔径的强度。

任何细小的毛刺或者微小的裂纹会导致应力集中等问题，从而造成维修达不到应有的质量，影响维修结果。

制作安装修补件。

根据紧固件的类型、孔径和孔距钻必要的紧固件孔。

去除所有原始蒙皮和修补部分上的所有刻痕、划痕、豁口和毛刺，以避免出现应力集中的出现，保证维修的质量。

给修补部分的表面和蒙皮裸露表面进行表面化学转化处理。

对修补部分和蒙皮裸露表面喷涂底漆。

安装修补部分并在加强片，填充物和蒙皮的接触表面填补密封剂。

对这些区域部件表面进行填涂密封胶以进行防水密封、防腐蚀，保证维修质量，对结构区域进行一层防腐蚀处理，恢复飞机表面的漆层。

随着飞机设计和制造技术的发展，增加了飞机的复。