飛機(jī)整體油箱密封技術(shù)概述

趙愛瑩

【摘 要】主要從密封形式、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、密封劑等方面介紹了飛機(jī)整體油箱密封設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，對(duì)飛機(jī)整體油箱密封設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】整體油箱；密封；結(jié)構(gòu)

0 引言

飛機(jī)整體油箱利用飛機(jī)上的結(jié)構(gòu)空間經(jīng)過密封直接來存貯燃油，具有載油量多、重量輕、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能大大提高飛機(jī)的飛行性能，改善飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。所以，現(xiàn)代飛機(jī)普遍采用整體油箱設(shè)計(jì)。

密封技術(shù)是整體油箱設(shè)計(jì)的最關(guān)鍵問題之一。首先，密封能保證整體油箱不漏油，從而保證飛行的安全；其次，密封還有防腐作用。在飛機(jī)整體油箱設(shè)計(jì)過程中必須考慮密封形式、結(jié)構(gòu)形式、密封劑種類等幾個(gè)主要方面。本文針對(duì)上述幾個(gè)方面對(duì)飛機(jī)整體油箱的密封技術(shù)進(jìn)行了概述，對(duì)飛機(jī)整體油箱的密封設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 飛機(jī)整體油箱的密封形式

作為油箱邊界的接縫、連接、拐角、組合件、檢查口等都必須密封。

為了保證密封的可靠性和耐久性，必須正確選擇合理的密封形式。飛機(jī)整體油箱的密封形式主要有以下幾種。

1）填角密封

填角密封是主要密封，作為裝配后密封的主要方法。因?yàn)檫@種密封便于修理，是最常用的密封型式。

為了保證密封質(zhì)量，控制結(jié)構(gòu)重量，填角密封應(yīng)有一定的形狀和尺寸要求。

應(yīng)把填角密封布置在連接處不受載一側(cè)[1]，見圖1。這樣可以防止結(jié)構(gòu)受載時(shí)密封處張開，并避免密封可能的疲勞和破壞。

圖1 填角密封位置

2）貼合面密封

貼合面密封為輔助密封，這是一種裝配前密封。由于這種密封難于檢查和修理，一般不作為主要密封。

3）注射密封

溝槽用注射密封，這是裝配后密封，它既可作為主要密封，也可以作為輔助密封，取決于它如何使用。當(dāng)它用來提供連續(xù)密封時(shí)，為主要密封；而當(dāng)它用作填角密封支持時(shí)，則為輔助密封。

4）填隙密封

填隙密封一般用作輔助密封，用以堵塞油箱結(jié)構(gòu)的孔道、空腔、接縫等。

5）組合密封型式

為了提高密封可靠性，達(dá)到絕對(duì)級(jí)密封，可以采用多種密封型式的組合。例如填角密封與貼合面密封組合；自密封緊固件與填角密封組合。見圖2。

圖2 組合密封形式

6）機(jī)械密封件

當(dāng)有可卸的零件或裝配件（例如口蓋）穿過油箱密封面時(shí)，應(yīng)采用可更換機(jī)械密封件，例如O型圈，橡膠板，聚四氟乙烯板等。

7）緊固件的密封

緊固件密封應(yīng)以配合為主，密封劑為輔。

應(yīng)推廣采用自密封緊固件：自密封高鎖螺栓、普通螺栓和托板螺母；自密封無耳托板螺母；自封鉚接等。自密封緊固件無需再涂膠密封。

應(yīng)推廣使用干涉配合連接。干涉配合不但可以密封油箱，還可以提高抗疲勞性能。

所有穿過密封面的緊固件要通過機(jī)械密封件或密封劑密封。緊固件的密封都采用填角密封。

2 飛機(jī)整體油箱的設(shè)計(jì)考慮

為保證整體油箱的密封性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)至少?gòu)囊韵氯齻€(gè)方面進(jìn)行考慮。

1）變形控制

密封劑的變形能力應(yīng)與結(jié)構(gòu)變形一致，避免結(jié)構(gòu)變形過大導(dǎo)致的密封失效。同時(shí)應(yīng)控制相鄰結(jié)構(gòu)間剛度差異，避免因剛度差距過大變形不均衡引起的密封破壞。

2）緊固件

穿過油箱邊界的緊固件應(yīng)有自密封功能，同時(shí)應(yīng)滿足密封所要求的緊固件間距及邊距要求。

3）密封

油箱邊界處密封一般采用混合式密封，一般為貼合面密封+緊固件濕安裝+填角密封+緊固件封包。

4）設(shè)計(jì)補(bǔ)償

細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中，要考慮合理的設(shè)計(jì)補(bǔ)償，減少?gòu)?qiáng)迫裝配，保證裝配質(zhì)量。

總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少作為油箱邊界的零件數(shù)量，盡量設(shè)計(jì)整體零件。同時(shí)，還應(yīng)合理布置結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)縫隙、用于連接的緊固件盡量安排在油箱外面。

3 飛機(jī)整體油箱密封劑

飛機(jī)整體油箱用密封劑必須有優(yōu)良的耐油性，具有較好的耐介質(zhì)、耐寒、耐老化和良好粘接性能，并能防止霉菌滋生。應(yīng)用于飛機(jī)整體油箱的密封劑類型主要有聚硫橡膠系列（PS），丁腈橡膠（NBR）、有機(jī)硅膩?zhàn)樱⊿R）、氟硅橡膠（FSR）、氟硅苯撐型密封劑等[2]。目前，在飛機(jī)整體油箱中大量使用的密封劑是室溫硫化聚硫密封劑。

4 結(jié)語

飛機(jī)整體油箱密封技術(shù)隨著新型自封緊固件、新型密封劑、新型密封技術(shù)及工藝的出現(xiàn)而不斷發(fā)展。作為飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師，必須密切關(guān)注先進(jìn)密封設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王瀚，王義山，王仁法，等.飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)：第十冊(cè) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：航空工業(yè)出版社，1994：593-616.

[2]胡琳.飛機(jī)整體油箱密封劑分析[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2001（2）：21.

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]