1、目 录1 引言 .12 概论 .22.1 飞机修理的基本概念 .22.1.2 飞机修理的任务 .22.1.3 飞机修理的活动 .22.2 飞机损伤抢修概述 22.2.1 基本概念 .22.2.2 飞机损伤抢修的特点 32.3 飞机损伤评估 42.3.1 飞机损伤评估的内容 42.3.2 飞机损伤评估的一般程序 42.3.3 飞机损伤等级的划分 52.3.4 飞机损伤等级评估的影响因素 62.4 飞机结构损伤评估 63 飞机损伤影响分析 83.1 损伤类型 83.2 飞机不同结构区、部件损伤影响分析 84 飞机机体结构损伤修理 94.1 飞机损伤修理方法 94.2 蒙皮损伤修理 114.3 骨架
2、构件损伤修理 144.4 密封结构损伤修理 164.5 透明件损伤修理 174.6 复合材料结构损伤修理 215 飞机损伤抢修的现状与发展 256 飞机损伤抢修的发展趋势 26结束语 .28谢辞 .29参考文献 .30西安航空职业技术学院 毕业设计论文11 引言装备的维护和修理统称为维修，维修是使装备保持和恢复规定状态所采取的全部措施和活动。在实际工作中，修理和维护一般不能完全分开，在装备维护时，可能要进行某些必要的修理，而在对装备修理时，又往往要进行一定的维护。飞机是典型的航空装备。飞机的修理，是指对使用到规定时限或出现损伤的飞机所进行的恢复其规定技术状态的各种技术活动，有时又叫修复。主要包
3、括飞机及其发动机、机体、机载设备的修理。飞机修理属于航空维修的范畴，飞机修理工作是航空机务工作的重要组成部分。本论文主要讨论飞机机体中的损伤和修理的方法。在现代化发展的条件下，为提高装备的效能和生存力，必须使大量的损伤装备能够在战场上得到修复，抢修性已成为装备的重要特性，并纳入到装备的设计、使用、维修的全寿命管理之中，历史经验表明，飞机损伤抢修是保持航空部队持续生存能力最直接、最有效、最经济的途径，是加快航空发展的“倍增器” 。西安航空职业技术学院 毕业设计论文22 概论2.1 飞机修理的基本概念由修理的概念可知，飞机修理工作的目的是使飞机恢复到完好状态，即恢复飞机的战术技术性能和可靠性，充分
4、发挥其效率和作用，满足作战、训练的需要。2.1.2 飞机修理的任务飞机修理的主要任务是：（1）判明故障现象，隔离故障，确定故障点，即故障定位。（2）修复或更换失效或不符合的零部件（元器件） 。（3）检测飞机的有关性能，并进行相应的调整，恢复固有的性能指标与可靠性。（4）检验飞机的各项功能。2.1.3 飞机修理的活动 飞机修理中的各项活动，基本上可以概括为管理活动、技术活动和保证活动。技术活动是管理活动的基础和主要内容，保障活动是技术活动正常进行的必要条件，管理活动是实现修理目标、提高质量效益的保证。从现代管理的观点看，科学的修理是管理、技术和保障过程的有机统一。2.2 飞机损伤抢修概述2.2.
5、1 基本概念 1.飞机损伤飞机损伤的概念有广义和狭义之分。侠义的损伤指战斗损伤（battle damage） ，是飞机在空中执行飞行战斗任务时，受到敌方威胁武器的攻击而遭受的损伤。广义的损伤指战场损伤（battlefield damage）,是在战争环境下发生的所有飞机故障和损伤，包括战斗损伤、地面遭受攻击损伤、自然故障、认为差错造成的损伤等。飞机损伤抢修所研究的损伤是广义的损伤，包括飞机在空中飞行或地面停放时遭受的各种损伤（硬杀伤和软杀伤） ，以及作战期间由于随机故障、损耗性故障、意外故障和人为差错造成的损伤。2.损伤率飞机损伤率包括空中损伤率和地面损伤率两部分。空中损伤率是指在一定作战时间
6、内飞机空中损伤（含战斗飞行事故）的架次与战斗出动总架次的百分比;地面损伤率是指在一定作战时间内飞机在地面损伤架数与实有飞机总架数的西安航空职业技术学院 毕业设计论文3百分比。 3.损伤飞机修复率在一定作战时间内，所修复的损伤飞机架数与损伤飞机总架数的百分比。它是衡量修理能力和抢修力量配置使用的指标之一。4.损伤评估损伤评估是指对飞机损伤的程度、修理所需的时间和资源、要完成的修理工作以及修理后的作战能力等方面做出的综合评定。5.飞机损伤抢修指战时在前线环境下，通过有效地使用一切可以利用的维修资源，在有限的时间内对损伤飞机进行评估，并施以标准修理和非标准的应急修理，使之迅速恢复一定程度的任务能力（
7、包括至少出动一次或转场飞行到修理基地）的战时维修活动。美军称为“战场损伤评估与修复” （Battlefield Damage Assessment and Repair，BDAR） 。损伤抢修包括损伤评估和损伤修理两部分，损伤评估鉴定装备的损伤程度，估计修理工作量、所需的时间与资源、修复后的使用能力，是 BDAR 的关键步骤；后者是修理操作。6.抢修性装备能否被抢修、是否便于抢修，同可靠性和维修性一样，不是部队、维修人员、操作人员所决定的，而是一种设计特性。美军把它称为“战斗恢复力”（combat resilience） 。考虑到我国的习惯，为便于理解，称为抢修性，即在战场上是损伤的航空装备能
8、够迅速地恢复到继续执行任务状态的一种设计特性。具有这种特性，就可以在战场上利用能够得到的器材，采用应急手段对损伤装备进行快速抢修。2.2.2 飞机损伤抢修的特点平时维修与战时维修的目的和工作重点各不相同。平时维修的目的是保持和恢复装备的固有可靠性和安全性，飞行安全放在首要地位，工作内容包括预防性维修和修复性维修两种，主要进行预防性维修工作。而战时维修的目的则是保证飞机有最大的战斗出动架次，工作内容预防性和维修性维修外，主要是损伤抢修。与平时修理相比，飞机损伤抢修在引起修理的原因、修理的时间要求、修理的环境条件、修理的技术标准、修理人员技术种类和备件供应要求等方面都有显著的不同，概括起来有以下几
9、点：（1）抢修时间的紧迫性。（2）损伤模式的随机性。（3）修理方法的灵活性。（4）修复状态的多样性。西安航空职业技术学院 毕业设计论文42.3 飞机损伤评估飞机损伤评估是指对飞机损伤的程度、修理所需的时间和资源，要完成的修理工作以及修理以后的作战能力等方面的评估。损伤评估实质上是运用统筹、决策分析等理论，为达到科学、快速地修复损伤飞机的目的，对飞机技术状态和综合保障能力进行分析判断的复杂决策过程，是实施损伤抢修的前提和必要条件。损伤评估的结果一般以修理方案的形式提供给抢修操作人员，为实现科学快速的抢修提供指导和依据。实战条件下，应根据战场形势和指挥员意图，按照损伤评估的一般程序，采用损伤分析、
10、修理分析等方法，运用便携式评估仪、专家系统等技术手段，并充分发挥人的主观能动性，以实现科学、快速的损伤评估。2.3.1 飞机损伤评估的内容飞机损伤评估的主要内容就是对飞机损伤和修理能力进行综合分析，确定损伤飞机的处置方法，拟定损伤的修复措施。一般应明确以下问题：（1）损伤部位、程度及对飞机完成当前任务的影响。（2）损伤是否需要现场或后送修复。（3）损伤修复的先后顺序。（4）在何处进行修复（修理场所） 。（5）如何进行修复（修理的方法，步骤） 。（6）所需保障资源（人力，时间，备件或其他器材） 。（7）修复后飞机的作战能力和使用限制。2.3.2 飞机损伤评估的一般程序（1）信息收集。（2）损伤检
11、测。（3）损伤分析。（4）修理分析。（5）拟定修理顺序。（6）修理资源分析。（7）制定修理方案。（8）确定使用限制。损伤评估的最终结果一般以“损伤评估报告表”的形式记录并保存，战斗结束后应进行整理，并上报有关部门或机构。西安航空职业技术学院 毕业设计论文5飞机编号 评估员 评估时间基本功能 能修复吗？ 修复后系统能力 能完成吗？ 抢修地点 能转移吗？（巡航） 能执行全部任务 （原地）（最大） 能完成当前任务 （附近机务）（加力） 能应急战斗 （后方基地）能自救损伤情况序号 分系统 损伤？ 修理？ 修理次序 限制 时间 人员数1 飞机结构2 （发动机）3 （供油系统）4 （电气系统）5 （滑油系
12、统）6 （液压系统）7 （军械系统）8 （火控系统）（其他）合计损伤零部件及修理方法序号 件号 名称 损伤等级 修理方法 修理次序 备注123物资器材需求消耗器材 零部件 工具序号 名称 代码 数量 名称 件号 数量 名称 代码 数量1232.3.3 飞机损伤等级的划分1.飞机零部件损伤等级A 等：降低使用能力损伤。不进行修理但要规定使用限制条件的损伤。规定该等级的主要目的在于因作战需要无时间修的情况下，允许有限制的使用飞机。B 等：可修损伤。可在规定的时限内完成修理的损伤。恢复第一、二、四西安航空职业技术学院 毕业设计论文6类损伤结构静强度和刚度的修理应使飞机具备至少再飞一次的全部使用能力。
13、C 等：可接受损伤。损伤不修理时，对飞机使用不作任何限制的损伤。但可对损伤作简单的处理，如钻止裂孔、采取降低应力的临时措施等。以上等级的划分，为制定结构损伤极限标准提供了依据，同时可用于损伤飞机每一处结构损伤的等级评定。需要注意的是，以上等级划分只考虑了可修复的损伤，为综合评定飞机的损伤程度，可以 加上另一个等级，即高于 A 和 B等的、不可修、不允许的损伤（如定义为 X 等损伤）2.3.4 飞机损伤等级评估的影响因素1.飞机功能丧失程度。2.损伤飞机的可修复性。3.维修保障资源配置情况。4.战场环境的紧迫程度。5.修复损伤装备的时间限制。上述影响中，前两种因素是对装备丧失功能程度的评估，是损
14、伤等级评定的前提;维修保障资源是损伤等级评定的主要决定因素;后两种因素则是战场事态因素，应随条件的不同，由战场指挥员临时决断其重要因素。2.4 飞机结构损伤评估飞机结构类型多种多样。飞机结构主要指维持飞机气动外形和承载能力的机体框架结构，包括框、肋、梁、桁条、蒙皮、壁板等各种承力构件和一般构件。由此可见，飞机结构是保持飞机飞行性能、执行飞机任务及携带燃料、武器及其他载荷的基础。飞机结构损伤评估时，首先应区分损伤结构的类型，然后判定构件的损伤程度，最后按照恢复强度、刚度、气动等性能的结构修理准则，正确选择修理方法。1.飞机结构分类飞机的内外结构可分为五类：一类结构：即关键受力件。是飞机的主要受力
15、或传力机构，是保证飞机完整性不可缺少的主要结构。如机身、机翼的梁、长桁、加强肋、加强框、高应力区的抗扭翼盒、受力蒙皮和壁板等。一类结构关系到飞行安全，战时可进行局部更换或加强修理，且任何修理都要求达到与原来设计参数相一致的最小结构强度和刚度。二类结构，即次要受力件。是向主要结构传递空气动力和其他载荷的次要结构。如不承受正应力的外蒙皮、只起传力作用的普通肋、桁条、框等。该类结构的战时修理不要求恢复到设计的程度和刚度。西安航空职业技术学院 毕业设计论文7三类结构：即非必要部件，是完成整流要求或局部功能的结构，如翼尖、整流罩、不承力舱门及口盖等。该类结构战时可严重损失或完全失去，不修理或不更换不会影
16、响适航性和任务能力。四类结构：即功能结构，是保证飞行安全和飞机性能所必须的专门结构，如补偿片、翼刀、腹鳍和发动机的延伸筒等。这类结构的战时修理主要是基于空气动力、增压或发动机性能要求，一般不需考虑结构的强度。五类结构：即特形件。因设计和形状的限制，在战场环境下无法更换或修理的结构。如复杂的机加件、锻件，形状不规则的挤压型材、槽材和角材，传递大载荷的接头、支架、适航性要求所必须的齿轮、作动筒等。这类结构一般无备件，严重损伤时无法修复，只能对缺口、划伤等轻微损伤做简单的处理。2.结构评估原则对飞机结构损伤进行评估应遵循以下基本原则：（1）对损伤结构的修理分析要以极限强度为基础，修理后结构的刚度必须
17、与原结构相容。（2）为了快速修理及短时间使用，可以不考虑结构的使用寿命、腐蚀、和表面美观等因素。（3）应对损伤不修理的结构进行静强度计算，以获得最大的战时利用率和适应最紧急的情况。飞机的使用限制在计算出的静强度的 2/3 以内，或限制在损伤容限设计所规定的剩余强度以内，二者以较小者为准。（4）影响飞行安全的关键结构遗留有损伤裂纹时，应保证其有足够的剩余强度。每个结构区的每个关键结构件，都要按个损伤等级确定其可接受的遗留尺寸和类型。有可接受的遗留损伤的结构，应能承受使用载荷或能承受使用限制条件下载荷的 1.2 倍。应注意，要确保在使用限制条件下，不会出现使承载能力和使用能力下降的变形。3.结构评
18、估的一般顺序（1）确定损伤所处飞机结构的区域。（2）确定损伤结构的类型。（3）确定构件损伤的等级。（4）确定修理方法。（5）强度使用限制。西安航空职业技术学院 毕业设计论文83 飞机损伤影响分析3.1 损伤类型为确定损伤等级，可综合考虑飞机结构强度、气动和功能等特点，将飞机结构的损伤分为允许损伤、可修损伤和不可修损伤等类型。其判断原则是：若损伤不影响战斗能力，即为允许损伤（包括不修理仍可执行一定作战任务的可推迟修理损伤） ；若损伤在野战条件现有的修理能力下无法修理好，即为不可修损伤；若损伤在野战条件现有修理能力下能够在规定的时间内修好，即为可修损伤。3.2 飞机不同结构区、部件损伤影响分析根据
19、飞机设计强度规范和结构完整性规范，特别是安全系数和强度储备等对飞机不同区域构件的不同要求，可将飞机结构损伤划分区域。各区域结构的特点及承受损伤的能力是不同的，同样的损伤对飞机性能的影响是不一样的。（1） 机翼结构区机翼在战争中是易受伤的部件之一。试验表明，机翼承受损伤的能力大致如下：从根部开始向外至半翼展的约四分之一处，机翼承受损伤的能力逐渐减弱；然后又开始增加，在半翼展约四分之三处以外，只要外翼面未失效，飞机就能继续飞行，因而承受损伤的能力最强。按翼弦方向而论，承受损伤能力最强的地方在后缘处，其次是前翼梁之前的前缘部分。（2） 机身结构区一般歼击机机身的前、中、后各段承受损伤的能力是不同的。
20、前机身无论有无进气道，通常都要求按照最小的尺寸设计，此外绝大多数情况下乘员位于前机身内，并是飞机操纵和设备控制的起点，因此剩余强度比较小且易于遭受破坏。中机身通常是安装机翼的部分，其直径大且是主要的承力结构，一般都是按照全机身总重量设计的，并给以较大的强度储备以确保安全，因此是机身结构中抗御破坏能力的部分。后机身的设计主要是考虑来自外翼尾翼的载荷，应结合尾翼的情况进行分析。（3） 尾翼结构区垂直尾翼的设计载荷通常是按最大限度操纵引起急剧机动的情况来考虑的，西安航空职业技术学院 毕业设计论文9而这种情况在实际飞行中不多见，一般尾翼构件的使用载荷都低于这种情况，所以强度储备和承受损伤的能力较大。过
21、去的战斗实践表明，垂直尾翼带有射弹或破片损伤时，一般可以继续飞行。国外的初步研究和计算结果表明，垂直尾翼受伤后承受的载荷降低到设计载荷的百分之七十时仍可保持飞行。水平尾翼的设计情况是最大机动载荷情况。在实际使用中，和尾翼一样，除了空中格斗的剧烈机动外，很少遇到这种情况。因此，也有较大的承受损伤的能力。初步研究表明，平尾载荷允许降低到设计载荷的百分之八十。4 飞机机体结构损伤修理4.1 飞机损伤修理方法损伤修理方法按工作类型区分主要有切换、删除、拆换、替代、原件修复、制配、重构等。1.切换（short-cut）通过电路转换脱开损伤部分，或者将原来担负非基本功能的完好部分改换到基本功能电路中。在液
22、气系统中也类似，通过转换开关或改接管道即可。如电气设备的线路被毁，可接通冗余电路；若无冗余设计，可将担负非基本功能的线路移植到基本功能电路中，从而实现装备的基本功能。在机械装备中，也可根据装备的工作原理进行切换，如电动操作失灵，可用人工操作代；火炮瞄准具表尺装定器损坏，可用炮目高低角装定器代换替；光学瞄准器损坏，改用简易瞄准具。2.旁路（by-passing）或称删除，指把损伤部分甩掉，以使其不影响基本功能项目的运行。就好像对伤员作切除手术一样。在电子电气设备上，对完全次要功能支路的损坏可进行切除（如将管路堵上，电路切断） 。对机械装备也可广泛采用切除方法。如枪炮平衡机损坏后，高低机打不动时，
23、可拆除损坏的平衡机，在瞄准时用几名炮手抬身管以打动高低机，进行高低瞄准；炮口制退器被打伤变形后，不能进行射击，可去下炮口制退器，用小号装药继续射击。3.拆换（cannibalization）用同型装备或异型装备上的相同单元来替换损伤的单元，也称拆拼处理。如担负重要功能部件的损坏件损坏后，可以拆换非重要部件的标准件。再如有同型号装备遭到损伤而不能作战，但是各装备的损坏部位不同，可将各自的完好部位拆下，重新组装成能战斗的装备。拆换的形式多种多样，尽管其效果不完全相同，但是只要能满足应急需要，在 BDAR 中是允许的。一般拆换的方法有：西安航空职业技术学院 毕业设计论文10（1）备件更换。（2）拆次
24、保重：在本装备上拆下非基本功能项目，替换损伤的基本功能项目。抗美援朝战争中，我军某部 76cm 加农炮驻退机螺塞损坏，修理人员卸下高低机涡轮箱螺塞替换，从而使炮火恢复战斗。（3）同型拆换：用同型装备上的单元替换损坏的单元，使装备恢复战斗力。（4）异型拆换：在不同型装备上拆卸下单元，替换损坏的单元，使装备恢复战斗力。不同型装备包括民用设备，我方装备，敌方遗弃的装备等。4 替代（substitution）使用性能相似或相近的单元或原材料，液油，仪表等暂时替换损伤或缺少的资源，以恢复装备的基本功能或能自救。替代对象包括装备元器件，零部件，原材料，油料，仪器仪表及工具等。替代是非标准的，应急的，可以“
25、以高代低” （性能好的物资，器材替代性能差的物资，器材） ，也可以“以低代高” （只要没有安全上的威胁即可） ，应当根据现场具体情况“灵活采用” 。如有小功率的发动机代替大功率的发动机工作，可能使运转速度和载重量下降，但是能应急使用。5.原位修复（repair）又称元件修复，即运用各种修理工艺，对损伤的零部件、部件进行修理，恢复其功能或部分功能，以保证装备完成当前作战任务或自救。修理工艺有很多类型，如清洗、调整、加固、铆接、胶接、焊接、螺接等，根据待修损伤的部位、材料、密封性要求以及修理过程的装备、工艺参数等特征，还可以进一步细分，如氩弧焊、密封铆接等。损伤修理工艺以平时修理工艺为基础，在操作
26、过程、工艺参数、技术标准等方面进行优化和简化，以达到快速的效果。除了传统的修理工艺之外，目前各国都在重点研究各种新材料、新工艺，如刷镀、喷涂、粘接、点焊等在原件修复中的应用，包括结构胶接、复合材料修补、整体油箱修理、透明件修理、钛合金焊接等修理工艺及配套的设备工具。修理工艺有一定的适用性，下表是西方国家实验得到的各种工艺应急情况及应用频率的排序。序号 原位修复工艺 修复的零部件1 环氧树脂胶接玻璃纤维与树脂胶接燃油箱、燃油滤清器、负重轮盖帽、散热器、发动机、差动器、终端驱动装置2 钎焊 燃油箱西安航空职业技术学院 毕业设计论文113 铜焊 散热器4 软管与管夹 液压管道5 塞子 液压转向装置6
27、 电线胶接 通信电缆6.制配（fabrication）制配不但适用于机械零部件损伤后的修复，也适合于某些电子元器件损伤后的修复。在我军长期的实践中，战场修复中的制配也有多种多样的形式，如：按图制配：根据损伤或丢失零件的设计图样加工所需备件。按样制配：根据样品确定尺寸和原料。若情况紧急，次要部件或不受力部位的形状和尺寸可不予保证。无样制配：在零件丢失且无样品、图样时，可根据损伤零件所在机构的工作原理，自行设计、制作零件，以保证机构恢复工作。以上六种修复方法，其叙述大体上遵循着修复速度由高到低，操作过程由简到繁，资源要求由低到高，人员技术要求由低到高的顺序。在选择修复方法时，一般应按照上述顺序进行
28、优选。4.2 蒙皮损伤修理飞机蒙皮的主要作用是构成飞机的外形，保持飞机的良好气动性能以及承受和传递载荷。在外在不利的条件下飞机蒙皮可能产生变形、裂纹或破孔等损伤。飞机蒙皮破损后，不仅破坏了飞机的良好气动外形，影响飞行性能，而且还会使损伤部位的蒙皮强度降低，承载能力下降，危及飞行安全。因此要及时修理飞机上蒙皮出现的各类损伤。飞机蒙皮的材料主要有铝合金、复合材料和蒙布等，不同的材料、不同的损伤，其修理方法也不同。1.蒙皮压坑和变形的修理飞机蒙皮的压坑和变形损伤，可根据压坑的深度和变形范围的大小，采用相应方法修理。如果损伤未超过该型飞机所规定的损伤容限值，则不需要修理；如果损伤超出损伤容限值，可用表
29、面光滑的榔头和顶铁进行修整。当无法修理时可在压坑处钻直径（4-5）mm 的孔，修平蒙皮后用空心铆钉堵孔，或在压坑中心开直径为（10-16）mm 的施工孔后进行修整，然后用堵孔钉把破孔堵住（如下图） 。对于不允许钻孔部位的突变小压坑（如前缘蒙皮、密封部位） ，可将压坑部位氧化层打磨掉，用酒精或丙酮清洗后，图刮环氧树脂或黄腻子，待干燥后修平即可。西安航空职业技术学院 毕业设计论文12堵孔钉的安装2.蒙皮划伤和擦伤的修理不同型号的飞机，蒙皮划伤、擦伤的损伤容限是不同的，抢修时可根据划、擦伤度的深度和面积采用不同的方法进行处理。当蒙皮的划、擦伤范围、深度及数量未超过规定的损伤容限时，不需修理。当超过损
30、伤容限时，对损伤部位进行打磨，并在划伤部位蒙皮的内侧（或外侧）铆上一块玉蒙皮材料相同、厚度相当的加强片。3.蒙皮裂纹的修理对于长度小于 5mm 的小裂纹，采用钻止裂孔的方法修理。止裂孔的直径通常为（1.5-2）mm，止裂孔的位置应超过目视看到的裂纹尖端 2mm。对较长的裂纹，除了要在裂纹尖端钻止裂孔外，还要在裂纹部位的蒙皮内侧铆一块与蒙皮材料相同，等厚度的加强片，加强片的形状根据裂纹的位置确定，裂纹一边的铆钉个数通常采用设计载荷计算。4.蒙皮破孔的修理当飞机蒙皮出现破孔损伤时，应根据破孔的大小、蒙皮的材料、厚度以及受力情况采用不同的方法修理。（1）无强度修理当破孔尺寸小于结构的损伤容限时，一般
31、不修理；当损失部位有气动要求时，可采用填充法、堵盖法等无强度修理方法恢复蒙皮的气动外形。破孔尺寸较小时可用填充法修理，一般选用泡沫聚氨酯作为填充剂。首先用细砂纸将损伤表面漆层打磨掉，在破孔裂纹尖端处钻止裂孔，用细保险丝穿进各个止裂孔，并在破孔处编织成丝网；然后将混合好的泡沫聚氨酯喷涂在破孔处，喷涂面积应稍大于损伤面积，并保证喷涂后的泡沫聚氨酯略高于蒙皮表面；待泡沫聚氨酯干燥凝固后，用砂轮或铣刀将其打磨平滑，必要时喷漆。破孔尺寸较大时，可选用合适的堵盖进行修理。圆形堵盖（如下图 a、b）和长圆孔的堵盖(如下图 c)。西安航空职业技术学院 毕业设计论文13堵盖法示意图（2）贴补法贴补法是对破孔进行
32、简单修整后，在其外侧用胶粘剂粘贴一块与蒙皮材料相同、厚度相当的补片。此法不仅能较好的恢复损伤蒙皮的外形，并且还具有一定的连接强度。可适应于小曲度且损伤范围较小的单板蒙皮破孔的修理。（3）胶螺法对于非密封部位整体壁板上的破孔，可采用胶螺法进行修理（如下图） 。将破孔切割成规则形状后，用砂布打光切口截面；在切割孔的四周铣削出与切割孔相同形状的下陷，下陷深度为蒙皮厚度的 1/2，下陷的周边宽度为（20-30）mm,若壁板内侧有加强筋，下陷区域应处于两加强筋之间；按下陷深度和孔径选取补片的厚度和尺寸，以蒙皮下陷区孔径为基准，验核对缝间隙；将补片与蒙皮一起钻孔，并在蒙皮上铆托板螺帽，螺钉的个数视孔径大小
33、而定；将蒙皮下陷区及补片表面清理干净，把准备好的胶粘剂涂于它们的贴合面处，等数分钟后，将补片放入下陷区，拧紧螺钉。胶螺法示意图（4）胶铆法对有密封性要求部位（如整体壁板）的破孔损伤，可采用胶铆贴补片的方法进行修理（如下图） 。主要工艺步骤包括：切割损伤部位、制作贴补片和填片、粘接和铆接等，修复后应进行密封性实验。铆接时，在贴补片与壁板之间、填西安航空职业技术学院 毕业设计论文14片与壁板之间敷设或刮涂密封胶，铆钉应涂胶，拉铆力应适当。胶铆法示意图（5）托底平补法托底平补法是最常用的等强度修理方法，在平时的修理中也经常使用，具有操作方便、工艺简单等特点。具体方法是将损伤部位切割成规则形状，然后用
34、补片填补切割孔，用一片衬片托底，并采用铆钉或螺钉将蒙皮、补片和衬片连接在一起（如图） 。托底平补法示意图4.3 骨架构件损伤修理飞机骨架构件包括梁、桁条、隔框、翼肋等。梁桁为纵向构件，其主要作用就是承受飞机部件弯曲时产生的拉力和压力。梁包括翼梁和机身大梁，其中翼梁通常由缘条和腹板组成，缘条、桁条和机身大梁通常由型材制成，翼梁腹板则由薄板制成，主要承受剪力。隔框为机身的横向构件，翼肋为机翼、水平尾翼和垂直尾翼的横向构件。骨架构件对保持机翼、机身形状起着关键作用，西安航空职业技术学院 毕业设计论文15大梁和部分加强框，加强肋承受集中载荷。1.桁条、翼梁缘条和机身大梁修理桁条、翼梁缘条和机身大梁修理
35、主要承受拉力和压力。其主要破坏的形式有裂纹、缺口和断裂。不同的损伤采用不同的修理方法。（1）锉修对小裂纹（2mm 以下）或缺口（5mm 以下） ，可采用图示的锉修法修理。锉修时必须保证圆滑过度，其长宽比一般为 20：1.桁条锉修示意图（2）加强法而当裂纹较大时，把缺口锉修整齐，裂纹末端钻直径（1.5-2）mm 的止裂孔后，用加强片进行加强（见下图） ，加强片材料、厚度与原构件相同。每边铆钉数不少于 2 个。对不超过型材单边宽度的 2/3 的裂纹，在末端钻止裂孔后，用与构件相同的型材加强。加强片加强示意图（3）接补修理损伤严重时，如果构件较短，又便于整根取下，可用型材进行更换。如果构件较长，可采
36、用接补修理，接补型材的安装方法有内侧接补、侧接补和外两西安航空职业技术学院 毕业设计论文16侧接补三种。2.梁腹板的修理（1）锉修锉修法就是将腹板上的破孔锉修成圆孔或椭圆孔，只适用于修理直径小于40mm 的小破孔。（2）盖板修理当损伤破孔较大时，可将腹板破孔处切割、锉修成规则形状后，铆上一块与腹板材料相同、厚度相等的盖板，以弥补强度。（3）接补修理腹板上有较密的破孔或者较长裂纹时，则需要更换一段新腹板。首先全部切除腹板的损伤部分，再用与腹板材料相同、厚度相等的板材制作新腹板，将新腹板填入切割口，代替已切除的腹板，然后在两条接缝处分别铆接“X”形连接片，使新腹板与原来腹板连接成一体。腹板损伤修理
37、时，裂纹一边的铆钉数、盖板中心线一侧的铆钉数以及切割缝一边连接片上的铆钉数可通过计算确定。3.隔框和翼肋的修理飞机上框肋一般分为普通框肋和加强框肋，加强框肋的修理应慎重，可按有关技术说明书进行。（1）变形的修理框肋的变形多出现在框、肋的腹板上，可采用整形的方法恢复平整。如果整形后仍有鼓动，可在变形部位铆接加强片或型材，以提高框、肋的稳定性。（2）裂纹的修理框、肋的裂纹，长度在 5mm 以内的，对框、肋的强度削弱不多，可在裂纹端头钻直径（1.5-2）mm 止裂孔后使用。在减轻孔、槽口等处，不大于 5mm 的裂纹可锉修圆滑，不必加强。当裂纹较强，但未超过截面高度的 1/3 时，应按（图）进行加强修
38、理。当裂纹的程度超过框、肋截面高度的 1/3 时，由于此时框、肋的强度降低很多，此时应按框、肋的断裂方法进行修理。（3）破孔的修理框肋上产生破孔时，如果破孔在胶板的中间部位，孔锉修整齐后在孔边上铆上补片。补片的厚度、材料与框、肋相同。当破孔在缘条附近时，可将损伤区切割整齐，制成圆角。（4）断裂的修理当裂纹长度超过截面高度的 1/2 时，以及破孔较大时可按断裂进行修理。补片的材料和厚度应当与原版相同，补片的形状视情况可制成 X 形和矩形，对西安航空职业技术学院 毕业设计论文17于大于 1.2mm 厚度的框板，补片长度不小于 160mm 可采用的铆钉直径一般在4mm 以上；对于小于 1.2mm 厚
39、，补片长度不少于 100mm，可采用直径 3.5mm 的铆钉进行铆接。断裂的修理一般可采用对接形式或搭接形式修补。4.4 密封结构损伤修理现代飞机结构上的座舱、燃油舱、设备舱等密封结构可能是铆接结构、焊接结构、软连接结构、以及由整体壁板组成的整体结构。整体壁板一般通过化学铣切而成，采用螺接方法与受力构件相连。密封结构在平时使用过程中，多出现密封胶脱落、氧化变质，螺钉或铆钉松动等，使密封性降低，造成漏油、漏气。战时，密封舱在使用中或中弹后也可能出现密封性损伤。造成飞机密封结构漏油、漏气的损伤应根据具体情况进行修理，当泄漏速度在允许的范围内时，可以不进行特殊的密封修理；当泄漏速度超过允许的范围时，
40、对结构损伤按正常的方法（如铆接、胶接、螺接等）进行修理，同时在修理过程中采用与制造中相同的方法进行密封修理（如进行缝内密封、缝外密封或组合密封） 。修复后的密封结构需进行密封性试验，必要时进行抗压试验。为了缩短密封性试验的时间，一般进行气密试验。如：对座舱进行气密试验时，用专用试验台给座舱充气加压，达到规定的压力时，保持一段时间，同时测量座舱压力的下降。如果在规定的时间内，压力下降值小于规定范围，则密封性合格，否则气体泄漏过快，不符合要求。对于飞机整体邮箱，可采用类似的方法进行试验。4.5 透明件损伤修理飞机上的透明件包括座舱、客舱及其他观察窗的玻璃。现代飞机的座舱盖玻璃通常由高强聚丙烯酸树脂
41、和聚碳酸酯合成而成，俗称有机玻璃。有机玻璃是一种热塑性的材料，有通用、耐热和改性三种。通用有机玻璃是含增塑剂的聚甲基丙烯酸甲酯板，耐热有机玻璃是加有紫外线吸收剂（耐光剂）的聚甲基丙烯酸甲酯板，而改性有机玻璃是甲基丙烯酸甲酯与少量交联剂和其他组分进行共聚交联，或甲基丙烯酸甲酯与改性单体聚合成的板材。座舱盖有机玻璃一般采用模具一次浇铸或拉伸成型，在生产过程中采用了先进的材料和技术，具有质量轻、强度高、抗冲击性能好等特点，不仅能为驾驶人员提供良好的飞行视线，而且具有很好的防风、抗压、防鸟撞、防弹等性能。座舱盖有机玻璃面积较大，在战斗中容易损伤，常见的损伤形式有脱胶、裂纹、破孔等。飞机座舱盖有机玻璃的
42、损伤修理存在很大的技术困难。在早期的低空低速西安航空职业技术学院 毕业设计论文18飞机，人们通常采用在破损区粘贴一块铝片的方法进行修理，这种方法足以满足防风和降低噪声的要求。但对现代的高空高速歼击机和强击机，其座舱有着透光、抗压、气密、防弹等多方面的技术要求，这种简单的方法不仅限制了飞行高度，而且可能不同程度地限制飞行员的视野，所修复的飞机可能只能进行转场飞行，而远不能达到执行战斗任务的能力。1.座舱盖有机玻璃的通用技术要求飞机座舱盖有主视区和非主视区之分，对不同的飞机、不同的视区，其技术要求也不同，一般都不允许有裂纹、炸纹、银纹、掉块和变色，但在距涤纶带边缘 10mm 范围内允许有因粘接而引
43、起的分散银纹。以某型飞机为例，除以上要求外，其他方面的技术要求如下。主视区：（1）在飞行员位置观察时，不应有物体外形或线条的畸变，并应清晰；（2）不应有压痕、碰伤点和划伤。但允许有分散的发状划伤，允许有 5 个直径不大于 1mm 的亮点；（3）允许有一个直径不大于 1mm 的杂质存在；（4）允许存在 4 条长度不大于 30mm 的抛光擦伤。非主视区：（1）允许有轻微的折光波纹和压痕；（2）允许有 6 个直径不大于 1.5mm 的亮点、4 处深度不超过 0.1mm 的划伤和密集的发状划伤；（3）允许有 2 个不超过 0.2mm 深的碰伤点，但应去锐角并修理光亮；（4）允许存在 6 条长度不大于
44、30mm 的抛光擦伤，允许有长度为（30-60）mm 的擦伤，但一条这样的擦伤应记为两条；（5）研磨修理后的玻璃厚度不小于 9.6mm。从以上叙述中可以看出，飞机座舱盖的技术要求是很严格的，平时一旦出现裂纹、破孔等较严重的损伤，一般需要停飞鉴定，危及飞行安全时进行整体更换。同时，现代飞机的座舱都是气密性整体结构，舱盖玻璃在强度要求、抗震性能、噪声等方面还有更多的限制条件。2.有机玻璃的损伤修理方法座舱玻璃一旦遭到打击而损伤，进行任何修理都难以达到平时的技术要求，因此，目前国内外很少开展座舱玻璃的损伤抢修研究，或即使开展了技术也不够成熟。由此可见，必须首先根据飞机执行不同任务时对座舱盖强度、气密
45、性、视觉效果的要求，研究规定有关的损伤抢修技术标准，然后才能深入开展检测仪器、修理工艺及设备工具等方面的研究。以下简要介绍这方面的研究情况。西安航空职业技术学院 毕业设计论文191）有机玻璃开胶后的修理座舱盖在制造时采用了胶接工艺，包括有机玻璃本身的胶接、有机玻璃与金属框架结构的胶接、有机玻璃与塑料结构的胶接等。下表列出了胶接的种类及使用情况。胶接种类及使用情况胶接类型 被粘材料 常用胶粘剂软连接 有机玻璃与涤纶带 丙烯酸酯胶或 SYT-1 胶硬连接 有机玻璃与复合材料 SYT-1 胶或聚酯胶天线连接 有机玻璃与有机玻璃 氯代烷溶剂型粘粘剂后视镜连接 有机玻璃与平纹涤纶布 101#聚氨脂胶弹性
46、连接 聚碳酸酯与金属型材 聚氨酯胶密封连接 有机玻璃与涤纶带、金属型材等 XM-16 等有机玻璃与涤纶带、框架结构的胶接既能保证连接强度，也能保证座舱的密封性。在使用中，常因老化、污染等原因而产生开胶情况，一般采用以下方法进行修理：当有机玻璃与涤纶带粘接有轻微、局部的脱胶，对胶合强度影响不大时，可在脱胶部位灌注丙烯酸酯胶液，使其重新粘合。当开胶的深度或长度较大时，可采用胶补加强带的方法进行修理（如下图） 。方法：第一步，剥去外层的 XM-16 密封胶，并进行打磨和擦洗；第二步，用加强带（涤纶布）与有机玻璃和原处的涤纶带粘合；第三步，对粘合部位进行加热加压固化，可采用如下图所示方法进行加压，并根
47、据选用的胶粘剂进行加热；第四步，在粘接区外侧涂 XM-16 密封胶保护层。胶补加强带示意图2）有机玻璃破孔的熔接修理西安航空职业技术学院 毕业设计论文20有机玻璃的物理-机械性质随温度变化而变化。当温度在（80-90）摄氏度时，为玻璃态；当温度升高至（90-105）摄氏度时，逐渐过渡到高弹态，在大约（110-170）摄氏度之间，有机玻璃可保持高弹态；当温度达到（170-180）摄氏度时，过渡到粘流态；温度超过 180 摄氏度时，开始挥发变质。利用有机玻璃受热会软化的特性，可以采用类似金属焊接的熔接方法进行破孔的修理，即在破孔处外贴补片（下图 a） ，贴补形式有单面贴补(下图 b)、双面贴补和嵌
48、入贴补(下图 c)等。AD-A224 168 给出了熔接的实验方法、实验结果、修理工艺及设备。修理的工艺步骤如下：（1）去除破损区域（孔径小于 2in 时用钻头，大于 2in 时用锯割） ，确保去除破孔附近的全部裂纹。（2）用砂纸打磨，去除熔接区舱盖与补片接触一侧的表面膜（一般没有表面膜，特殊情况下可能有金属膜等） 。（3）用加热毯、热气枪或其他热源在 90 摄氏度温度下软化补片大约15min，以使它能够和舱盖表面协调一致。（4）将一个与补片直径相当的铁磁线圈放在破损区（用于与 TOROBONDER配合加热） 。（5）将补片贴于破损区。（6）在补片上放置真空袋，并固定好。（7）打开 TOROBONDER 加热器，对补片进行接触加热大约 45sec，使熔接区域溶化。（8）熔接完成后，检查熔接区域是否均匀，一般不允许存在气泡。（9）对修补好的座舱进行增压密封性试验。实验结果表明：在进行座舱有机玻璃（厚度通常在 10mm-25mm 之
