一例Cessna172飛機(jī)沖出跑道結(jié)構(gòu)損傷恢復(fù)分析

蔣楊

摘? ?要：?jiǎn)伟l(fā)活塞式飛機(jī)在飛行訓(xùn)練過(guò)程中，由于頻繁起降和不規(guī)范操作等都可能導(dǎo)致飛機(jī)結(jié)構(gòu)受損。Cessna172飛機(jī)以其一系列優(yōu)點(diǎn)，成為通用航空航校初級(jí)教練機(jī)的首選，廣泛用于民航飛行員的培訓(xùn)。本文是對(duì)某航校一架Cessna172飛機(jī)沖出跑道結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行排故分析，并制定出了合理的修復(fù)措施;為了確保飛行安全，修復(fù)后飛機(jī)應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控飛行，本文制定了詳細(xì)的監(jiān)控方案。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)損傷? 變形? 監(jiān)控飛行

中圖分類號(hào)：V328.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（a）-0056-02

2019年2月，某航校一架Cessna172飛機(jī)在執(zhí)行飛行訓(xùn)練著陸時(shí)，由于離地1m左右姿勢(shì)大、速度小，導(dǎo)致以失速狀態(tài)接地，接地后向左30°方向沖出跑道，左副翼擦地，右機(jī)翼WS208.00翼肋向外變形，機(jī)尾擦地，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)以恢復(fù)飛機(jī)的適航狀態(tài)。自國(guó)內(nèi)通航引進(jìn)Cessna172飛機(jī)以來(lái)，已出現(xiàn)多起結(jié)構(gòu)損傷事故。以前出現(xiàn)此類故障皆是通過(guò)整體機(jī)翼?yè)Q件方式來(lái)進(jìn)行修復(fù)，但考慮到通航運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性及換件航材等待的時(shí)間成本，因此對(duì)結(jié)構(gòu)損傷飛機(jī)進(jìn)行修復(fù)才是最劃算的。

1? 機(jī)翼結(jié)構(gòu)分析

Cessna172屬于上單翼飛機(jī)，機(jī)翼為全金屬、支柱支撐的半硬殼式結(jié)構(gòu)，每個(gè)機(jī)翼包括一個(gè)翼片及一個(gè)整體油箱、副翼和襟翼。翼梁為工字形截面，主要承受彎矩和剪力。翼肋包括普通翼肋和加強(qiáng)翼肋。普通翼肋用來(lái)構(gòu)成機(jī)翼并保持翼型，承受局部氣動(dòng)載荷。加強(qiáng)翼肋則要承受和傳遞較大的集中載荷。

2? 機(jī)翼?yè)p傷情況和修復(fù)措施分析

2.1 左機(jī)翼?yè)p傷修理

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)左機(jī)翼翼尖擦地破損，左機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋尾部擦地，輕微損傷;左副翼外側(cè)擦地，外側(cè)翼肋和上下蒙皮局部破損。

左機(jī)翼翼尖由于粉碎性破損且無(wú)法修復(fù)，故直接更換。左機(jī)翼WS208.00翼肋是輕微擦地?fù)p傷，因此我們對(duì)翼肋尾部進(jìn)行打磨、整形，對(duì)修理部位做防水處理。左副翼修理，需鉆掉副翼外側(cè)翼肋（0523811-0）上的鉚釘，取下翼肋。切割破損的副翼上下蒙皮，用2024-T3鋁合金板材對(duì)副翼外側(cè)蒙皮實(shí)施拼接修理（見(jiàn)圖2）。鉚接新的副翼翼肋。

注意：盡量少的切割副翼蒙皮，避免對(duì)飛機(jī)造成二次損傷。

2.2 右機(jī)翼?yè)p傷修理

（1）經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)右機(jī)翼翼尖擦地破損，右副翼蒙皮輕微變形。

（2）右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位上、下蒙皮鼓動(dòng)變形。

（3）右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動(dòng)變形。

（4）右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形。

（5）右機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋變形。

2.3 右機(jī)翼對(duì)應(yīng)的修復(fù)措施如下

右機(jī)翼翼尖由于粉碎性破損且無(wú)法修復(fù)，故直接更換。右副翼蒙皮無(wú)裂紋，經(jīng)整形后，使其恢復(fù)到原始流線型。

右機(jī)翼WS190.00-208.00站位鼓動(dòng)變形蒙皮首先進(jìn)行整形收邊將變形量減小，然后通過(guò)等強(qiáng)度修理鉚接加強(qiáng)將蒙皮鼓動(dòng)部分消除。在確定鼓動(dòng)區(qū)域后，選取長(zhǎng)度、寬度與鼓動(dòng)區(qū)域一致的補(bǔ)片（2024-T3，0.063inch鋁合金），等間距鉆孔后與原機(jī)翼蒙皮鉚接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部襯補(bǔ)修理。必要時(shí)，將板材折彎成直角狀，以進(jìn)一步增加其強(qiáng)度。

右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位中間蒙皮鼓動(dòng)變形，首先對(duì)此處蒙皮整形，然后按等強(qiáng)度修補(bǔ)原則在鼓動(dòng)區(qū)域蓋補(bǔ)一塊長(zhǎng)度、寬度相同的補(bǔ)片。注意：補(bǔ)片制作后應(yīng)與機(jī)翼蒙皮呈同一平面，保持貼合。

右機(jī)翼WS190.00-WS208.00站位前梁輕微變形，經(jīng)整形后可恢復(fù)其流線型。在這個(gè)區(qū)域，機(jī)翼結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。根據(jù)單發(fā)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)，普通翼肋、桁條和蒙皮均可更換。若是前梁外段變形，則采用切割拼接的方法進(jìn)行修復(fù)。按照等強(qiáng)度修理原則，用0.063inch的2024-T3鋁合金制作新的前梁外段，以保證修理后的大梁滿足等強(qiáng)度要求。

右機(jī)翼WS208.00站位中間翼肋變形，由圖可知，中間翼肋變形量很大，整形已經(jīng)不能恢復(fù)其流線型。采取內(nèi)部拼接的方式進(jìn)行修復(fù)。

3? 機(jī)尾擦地?fù)p傷和修復(fù)措施分析

飛機(jī)著陸操作不當(dāng)導(dǎo)致機(jī)身尾部觸地，尾椎系留環(huán)折斷，蒙皮處有褶皺，斷面較為平整;蒙皮擦傷，損傷面積約為2cm×3cm;尾部隔框磨損，磨損面積約為2cm×1.6cm;尾部方向舵下部整流罩擦傷，損傷面積約2.6cm×4cm。通過(guò)受力分析，我們知道機(jī)身尾部直接觸地導(dǎo)致機(jī)身尾部結(jié)構(gòu)非正常受力超過(guò)結(jié)構(gòu)承載能力，造成隔框、蒙皮、方向舵整流罩損傷、裂紋。

根據(jù)Cessna172飛機(jī)AMM手冊(cè)要求，對(duì)尾部隔框損傷部位進(jìn)行打磨、整形，恢復(fù)其流線型，檢查無(wú)裂紋后繼續(xù)使用。對(duì)尾部蒙皮、加強(qiáng)件進(jìn)行檢查，確保無(wú)裂紋、鉚釘固定良好，對(duì)蒙皮進(jìn)行整形，并作防腐處理。用0.032inch厚的2024-T3鋁合金板材制作補(bǔ)片對(duì)受損蒙皮進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修理。更換機(jī)身尾部系留環(huán)。

4? 監(jiān)控飛行

執(zhí)機(jī)單位應(yīng)在飛機(jī)完成修復(fù)投入飛行后，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷修理區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控檢查：首次50飛行小時(shí)、之后每100飛行小時(shí)目視檢查修理區(qū)域，應(yīng)無(wú)變形、裂紋、鉚釘脫落等異常，如有應(yīng)立即采取恢復(fù)措施。

5? 結(jié)語(yǔ)

我廠已按照此方案完成對(duì)該機(jī)的修復(fù)工作，修復(fù)后的飛機(jī)使用狀況良好，無(wú)裂紋等異常發(fā)生，修復(fù)后安全飛行400余小時(shí)，因此取消了監(jiān)控飛行，轉(zhuǎn)為正常飛行訓(xùn)練。飛機(jī)在使用過(guò)程，出現(xiàn)機(jī)翼結(jié)構(gòu)損傷，包括外緣蒙皮、翼肋以及前梁外段變形均是可以修復(fù)的，從經(jīng)濟(jì)角度和時(shí)間角度都是最優(yōu)的方案。

參考文獻(xiàn)

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