田仕雄　黎振勃　魏宇瑩　王斌

【摘? 要】飛機(jī)內(nèi)襟翼艙持續(xù)出現(xiàn)裂紋和掉釘現(xiàn)象，本文通過對故障現(xiàn)象和位置進(jìn)行梳理統(tǒng)計，找出故障高發(fā)部位，并進(jìn)行原因分析，制定解決方案。

【關(guān)鍵詞】內(nèi)襟翼艙;裂紋;掉釘;原因分析;解決方案

1引言

飛機(jī)內(nèi)襟翼艙持續(xù)出現(xiàn)裂紋和掉釘現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響了飛機(jī)的完好率和出勤率。為解決此問題，對外場飛機(jī)進(jìn)行普查，并對普查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、歸類和統(tǒng)計，從而找出故障高發(fā)部位。本文針對內(nèi)襟翼艙故障高發(fā)部位，從設(shè)計、制造、使用維護(hù)等方面進(jìn)行了原因分析，并根據(jù)故障原因制定具體解決方案。

2結(jié)構(gòu)概述

內(nèi)襟翼艙由蒙皮（1、6）、隔板（2）、口蓋（3）、尾邊條（5）、縱向型材（4）等組成。內(nèi)襟翼艙結(jié)構(gòu)見圖1。內(nèi)襟翼艙蒙皮材料為LY12，上部蒙皮在1號到7號肋之間厚1.2mm，7號到10號翼肋間厚1.5mm，下部蒙皮厚0.8mm。翼肋隔板材料LY12，厚1mm。后緣用MB8鎂合金型材加強(qiáng)。內(nèi)襟翼艙上蒙皮與隔板連接選用鉚釘為4A1-105-3.5×L（90°埋頭鉚釘，鉚釘頭高度1.4mm），采用單面埋頭鉚接;尾邊條處選用鉚釘為4A1-107-3.5×L（90°埋頭鉚釘，鉚釘頭高度1.4mm），采用雙面埋頭鉚接。

3內(nèi)襟翼艙故障普查結(jié)果

此次隨機(jī)普查了多架飛機(jī)，普查結(jié)果表明：內(nèi)襟翼艙出現(xiàn)故障的飛機(jī)占普查飛機(jī)的77.4%。內(nèi)襟翼艙裂紋和掉釘數(shù)量隨飛機(jī)飛行年限和飛機(jī)飛行小時呈增長趨勢。內(nèi)襟翼艙主要故障為上蒙皮裂紋和尾邊條處掉釘，其中裂紋主要集中在上表面蒙皮靠近尾邊條600mm的范圍內(nèi)，并且大多是從鉚釘孔周邊開裂。內(nèi)襟翼艙各部位故障占整個內(nèi)襟翼艙故障的比例為：內(nèi)襟翼艙上蒙皮62.1%，內(nèi)襟翼艙下蒙皮4.5%，尾邊條處掉釘33.4%。

4原因分析

4.1 設(shè)計

內(nèi)襟翼通過偏轉(zhuǎn)不同角度為飛機(jī)提供額外升力和阻力。當(dāng)內(nèi)襟翼放下時，內(nèi)襟翼與內(nèi)襟翼艙之間存在較大的縫隙，飛機(jī)在飛行時高速氣流可沿此縫隙流過。由于內(nèi)襟翼安裝和運(yùn)動的需要，內(nèi)襟翼艙下翼面開有較大的開口，高速氣流可沿這些開口進(jìn)入內(nèi)襟翼艙內(nèi)部形成強(qiáng)烈擾流，易在內(nèi)襟翼艙周圍形成復(fù)雜的振動環(huán)境。同時，內(nèi)襟翼蒙皮、隔板厚度較薄，剛度較弱;蒙皮與隔板連接鉚釘锪窩深度超過蒙皮厚度的三分之二，蒙皮上鉚釘孔邊產(chǎn)生銳邊，銳邊效應(yīng)將導(dǎo)致連接孔的疲勞壽命大幅度下降，锪窩深度與應(yīng)力集中系數(shù)Kt的影響見圖2。

4.2 制造

內(nèi)襟翼艙為鈑鉚組合結(jié)構(gòu)，在鉚接裝配時，為了消除裝配間隙，加大了壓鉚力，從而導(dǎo)致蒙皮與骨架之間存在較大的裝配應(yīng)力，這使鉚釘始終處在受拉狀態(tài)。飛機(jī)經(jīng)過若干次飛行后，蒙皮與骨架之間出現(xiàn)間隙，鉚釘孔邊會產(chǎn)生初始裂紋，隨著飛行次數(shù)的增加，孔邊的初始裂紋會進(jìn)一步擴(kuò)展。

4.3 使用維護(hù)

內(nèi)襟翼艙為薄蒙皮結(jié)構(gòu)，僅承受氣動載荷，無法承受較大集中載荷。在日常使用維護(hù)過程中，內(nèi)襟翼艙存在被踩踏的現(xiàn)象，從而可能會造成內(nèi)襟翼艙蒙皮裂紋、掉釘?shù)裙收稀?/p>

4.4 結(jié)論

綜上所述，內(nèi)襟翼艙裂紋、掉釘?shù)闹饕蚴牵簝?nèi)襟翼艙蒙皮、隔板厚度較薄，剛度較弱;內(nèi)襟翼艙上蒙皮锪窩過深，銳邊效應(yīng)極大的降低了內(nèi)襟翼艙蒙皮的疲勞性能;鈑金組件固有的裝配間隙和裝配應(yīng)力降低了內(nèi)襟翼艙的疲勞性能;日常使用維護(hù)過程中踩踏會導(dǎo)致內(nèi)襟翼艙上蒙皮出現(xiàn)損傷;同時，內(nèi)襟翼艙長期處于復(fù)雜振動環(huán)境中，并在上述因素的共同作用下產(chǎn)生疲勞裂紋和掉釘現(xiàn)象。

5解決方案

增加內(nèi)襟翼艙上蒙皮和隔板厚度，提高內(nèi)襟翼艙整體剛度;上蒙皮與隔板的連接鉚釘及尾邊條處雙面埋頭鉚釘選用剪切強(qiáng)度高，锪窩深度淺的鉚釘，從而提升內(nèi)襟翼艙的疲勞性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文水.飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計實用手冊.2000年5月.

[2]王寶忠.飛機(jī)設(shè)計手冊（第10冊? 結(jié)構(gòu)設(shè)計）.航空工業(yè)出版社.2000.

[3]董登科.軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)耐久性/損傷容限分析和設(shè)計指南（第一冊? 耐久性）.2005年11月.

[4]支良生，黨光清.新編中外常用金屬材料手冊.陜西出版集團(tuán)陜西科學(xué)技術(shù)出版社.

（作者單位：航空工業(yè)西飛）