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摘要：國(guó)內(nèi)某航空公司一架波音777-300ER飛機(jī)在定檢中執(zhí)行波音服務(wù)通告機(jī)身翼下縱梁檢查工作時(shí)發(fā)現(xiàn)臨近STA 1035位置的一個(gè)緊固件孔有裂紋，根據(jù)適航指令要求，需要執(zhí)行翼下縱梁改裝工作。本文詳細(xì)介紹了翼下縱梁產(chǎn)生裂紋的背景和原因，分析了施工方案以及改裝過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)，可供航空公司和MRO參考。

關(guān)鍵詞：波音777；裂紋；翼下縱梁；改裝

Keywords：B777 aircraft；crack；underwing longeron；modification

0 引言

翼下縱梁位于中央翼與機(jī)身連接區(qū)域，連接中央翼下蒙皮與機(jī)身蒙皮結(jié)構(gòu)，傳遞中央翼下表面與機(jī)身前部結(jié)構(gòu)載荷。生產(chǎn)線號(hào)1～400的波音777飛機(jī)，翼下縱梁為組合拼裝式結(jié)構(gòu)，自生產(chǎn)線號(hào)401起，開(kāi)始使用單片式機(jī)加型翼下縱梁。波音公司自2015年7月起已收到多起關(guān)于翼下縱梁裂紋的報(bào)告，均為這種單片式翼下縱梁。在第一起事件中，航空公司發(fā)現(xiàn)前貨艙區(qū)域有燃油氣味，排故中發(fā)現(xiàn)翼下縱梁在中央翼連接區(qū)域斷裂。之后又收到多起裂紋報(bào)告，世界機(jī)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的最早出現(xiàn)裂紋的飛機(jī)為3784FC和31240FH。發(fā)生典型結(jié)構(gòu)裂紋損傷的位置如圖1所示。

1 故障描述及原因分析

1.1 故障描述

國(guó)內(nèi)某航空公司一架波音777-300ER飛機(jī)在定檢中執(zhí)行波音服務(wù)通告機(jī)身翼下縱梁檢查工作，在執(zhí)行右側(cè)縱梁超聲檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)臨近STA 1035位置一個(gè)緊固件孔有裂紋，裂紋長(zhǎng)度0.2in，具體位置見(jiàn)圖2，發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)的基本信息如表1所示。

1.2 原因分析

結(jié)合波音777飛機(jī)翼下縱梁裂紋的歷史事件和本次的故障報(bào)告，詳細(xì)分析了翼下縱梁產(chǎn)生裂紋的原因，以及可能造成的后果。

縱梁的斷裂方式為疲勞斷裂，裂紋產(chǎn)生于縱梁和大翼下蒙皮的接合面，稍微偏離緊固件孔。在縱梁下部的機(jī)身蒙皮上發(fā)現(xiàn)的裂紋與該位置緊固件施加的載荷有關(guān)。緊固件載荷傳遞、局部彎曲、緊固件孔冷拔過(guò)程中的表面形變等的相互作用使該區(qū)域出現(xiàn)應(yīng)力集中，導(dǎo)致翼下縱梁過(guò)早出現(xiàn)疲勞斷裂。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的裂紋可能導(dǎo)致翼下縱梁斷裂，裂紋的擴(kuò)展會(huì)使大翼下縱梁緣條產(chǎn)生裂紋。如果裂紋未被發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)致燃油滲漏到前貨艙區(qū)域，增加火警風(fēng)險(xiǎn)或發(fā)生更多不安全事件，最終嚴(yán)重影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性和飛行安全。

根據(jù)適航指令要求，發(fā)現(xiàn)裂紋后可執(zhí)行翼下縱梁更換工作或翼下縱梁改裝工作。波音公司建議航空公司直接執(zhí)行翼下縱梁改裝工作。

該改裝是波音777機(jī)型繼STA246地板梁改裝后的又一重大結(jié)構(gòu)改裝項(xiàng)目。

2 工程方案簡(jiǎn)介

針對(duì)翼下縱梁裂紋損傷，波音頒發(fā)的兩份服務(wù)通告（SB）提供了兩種解決方案，一是對(duì)該區(qū)域進(jìn)行檢查并在發(fā)現(xiàn)損傷后進(jìn)行更換和重檢，二是執(zhí)行翼下縱梁改裝。FAA/CAAC也已頒發(fā)適航指令，具體信息如下。

2.1 適航指令強(qiáng)制的翼下縱梁檢查和視情更換

2019年6月，F(xiàn)AA和CAAC分別頒發(fā)新的適航指令A(yù)D2019-11-02/CAD2019-B777-03，替代了FAA和CAAC于2017年8月頒發(fā)的適航指令A(yù)D2017-16-10/ CAD2017-09-15，要求參考SB 777-53A0081對(duì)適用飛機(jī)進(jìn)行翼下縱梁檢查，若發(fā)現(xiàn)裂紋，更換原件號(hào)翼下縱梁，并后續(xù)進(jìn)行重檢。相關(guān)信息如表2所示。

2.2 SB777-53-0084翼下縱梁改裝

波音對(duì)翼下縱梁進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)并頒發(fā)SB 777-53-0084。新設(shè)計(jì)在機(jī)身蒙皮區(qū)域增加一層機(jī)加型加強(qiáng)板，并對(duì)縱梁接頭構(gòu)型進(jìn)行了更改。該方案是上述適航指令強(qiáng)制措施的等效替代方法（AMOC），可以終止上述SB 777-53A0081重檢。改裝工作包括：拆除原有縱梁接頭，對(duì)機(jī)翼下蒙皮、前梁下緣條與機(jī)身環(huán)形緣條及機(jī)身下蒙皮進(jìn)行詳細(xì)、超聲、表面高頻和開(kāi)孔高頻渦流檢查，并對(duì)機(jī)身蒙皮安裝加強(qiáng)板，安裝新型縱梁接頭。相關(guān)信息如表3所示。

3 翼下縱梁改裝關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 頂托方案的確認(rèn)

在此項(xiàng)改裝中，如果左右兩側(cè)同時(shí)施工，可參考波音在服務(wù)通告中提供的頂托方案（見(jiàn)圖3）。該方案根據(jù)不同的飛機(jī)重量和重心位置進(jìn)行頂托數(shù)據(jù)選擇，但由于此項(xiàng)改裝周期較長(zhǎng)，一般會(huì)結(jié)合在定檢工作中執(zhí)行，涉及飛機(jī)和客艙相關(guān)部件的拆除工作。通過(guò)計(jì)算方法不能準(zhǔn)確獲得飛機(jī)重量和重心位置，對(duì)改裝的安全產(chǎn)生影響。

北京飛機(jī)維修工程有限公司（Ameco）在執(zhí)行改裝工作中遇到上述問(wèn)題，通過(guò)與廠家溝通討論后，獲得的解決方法是：根據(jù)AMM 07章測(cè)量頂點(diǎn)A/B/C三個(gè)頂托數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得飛機(jī)的重量和重心位置，再根據(jù)圖3進(jìn)行頂托數(shù)據(jù)選擇。由于波音提供的重量和重心數(shù)值區(qū)間較小，計(jì)算后會(huì)出現(xiàn)重量與重心不能滿足同一條件的情況，建議聯(lián)系廠家對(duì)頂托數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

3.2 改裝中的結(jié)構(gòu)檢查

當(dāng)完成原有翼下縱梁拆除工作后，需對(duì)機(jī)翼下蒙皮、機(jī)身蒙皮、下梁緣條和機(jī)身環(huán)形緣條執(zhí)行詳細(xì)、超聲、表面高頻渦流和開(kāi)孔高頻渦流檢查，以確認(rèn)檢查區(qū)域和緊固件孔無(wú)裂紋和磨損損傷。

1）如果機(jī)身蒙皮發(fā)現(xiàn)裂紋，需按照改裝圖紙要求切除裂紋區(qū)域并安裝填片。

2）如果下梁緣條發(fā)現(xiàn)裂紋，需按照SRM57-10-10執(zhí)行修理。

3）如果發(fā)現(xiàn)其他損傷，可參考SRM相關(guān)章節(jié)允許損傷進(jìn)行判定。

Ameco在執(zhí)行改裝過(guò)程中，在下梁緣條發(fā)現(xiàn)裂紋，根據(jù)SRM57-10-10執(zhí)行修理。該修理需訂購(gòu)修理器材包，建議與改裝器材包同時(shí)準(zhǔn)備。

3.3 機(jī)身加強(qiáng)板的配孔

機(jī)身加強(qiáng)板位于翼下縱梁與機(jī)身蒙皮之間，為雙曲度機(jī)加構(gòu)型，其配孔安裝是此項(xiàng)改裝的主要工作之一。加強(qiáng)板的緊固件孔涉及新增孔和原有孔，大部分孔徑為3/8in，其中新增孔帶預(yù)制孔，如圖4所示。

加強(qiáng)板在初始定位中，需特別考慮緊固件孔短邊距和原有支架孔干涉，尤其重點(diǎn)關(guān)注前梁緣條區(qū)域原始緊固件孔的邊距，該位置容易出現(xiàn)短邊距缺陷，如圖5所示。在配孔工作中，由于機(jī)身內(nèi)部空間受限，緊固件孔徑較大，蒙皮和加強(qiáng)板較厚，需使用導(dǎo)套等垂直限位工具，逐級(jí)加大，防止孔出現(xiàn)偏心等缺陷。

3.4 翼下縱梁的配孔

翼下縱梁連接機(jī)身蒙皮、蒙皮加強(qiáng)板和中央翼下蒙皮，為雙曲度機(jī)加構(gòu)型，與機(jī)身加強(qiáng)板和中央翼蒙皮進(jìn)行貼合，其配孔安裝工作為此項(xiàng)改裝工作的重點(diǎn)。該件上的緊固件孔均需從機(jī)身蒙皮和中央翼下蒙皮的原孔翻至該件，如圖6、圖7所示。

在改裝初期，Ameco曾考慮以舊縱梁的孔為基準(zhǔn)，使用機(jī)床對(duì)新縱梁進(jìn)行翻孔，但機(jī)床設(shè)備能力所限，無(wú)法定位基準(zhǔn)面。若機(jī)加工能力允許，可以考慮使用舊縱梁對(duì)新縱梁進(jìn)行翻孔，將會(huì)節(jié)省較大的停場(chǎng)時(shí)間。

翼下縱梁配孔的技巧和注意事項(xiàng)如下：

1）使用縱梁前后各預(yù)留的兩個(gè)定位孔將縱梁定位。定位時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注邊距、舊孔距法蘭邊圓角距離和距銑切臺(tái)階距離。由于原孔定位后均需加大，確保加大后上述距離滿足安裝要求。

2）縱梁初始定位，確保縱梁與機(jī)身蒙皮和中央翼蒙皮之間的間隙滿足要求，按需制作填片。

3）原縱梁安裝時(shí)存在填片，可使用該填片作為模板對(duì)新縱梁翻孔，或制作翻孔模板。

4）翻孔中需使用尺寸正確的鉸刀和合適的垂直限位工具，逐級(jí)加大，防止出現(xiàn)孔徑偏心缺陷。

4 結(jié)論

1）波音777翼下縱梁改裝是翼下縱梁裂紋重檢的終止措施，是該損傷缺陷的最終解決方案。

2）該改裝適用世界大部分在役的777飛機(jī)，改裝工作量大，停場(chǎng)時(shí)間長(zhǎng)，建議航空公司結(jié)合定檢工作完成。目前，世界多家航空公司都在MRO中咨詢此項(xiàng)改裝的報(bào)價(jià)和周期，開(kāi)發(fā)此項(xiàng)改裝能力也可為MRO提供又一經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

3）本文詳細(xì)介紹了翼下縱梁產(chǎn)生裂紋的事件背景并分析了裂紋產(chǎn)生的原因，介紹了施工方案以及改裝過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)和注意事項(xiàng)，可供航空公司和MRO參考。