一例Cessna172飞机机翼撞鸟后结构修复分析

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　　摘  要：单发活塞式飞机在飞行训练过程中，由于频繁起降和不规范操作等都可能导致飞机结构受损。文章是对某航校一架Cessna172飞机机翼鸟击后结构损伤进行排故分析，并制定出了合理的修复措施;为了确保飞行安全，修复后飞机应进行监控飞行，文章制定了详细的监控方案。
　　关键词：结构损伤;变形;监控飞行
　　中图分类号：V224         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）09-0074-02
　　Abstract： In the process of flight training， the structure of single-engine piston aircraft may be damaged due to frequent take-off and landing and non-standard operation. This paper analyzes the structural damage of the wing of a Cessna172 aircraft after bird strike in a certain aviation school， and works out reasonable repair measures; in order to ensure flight safety， the aircraft should carry out monitoring flight after repair， and a detailed monitoring scheme is developed in this paper.
　　Keywords： structural damage; deformation; monitoring flight
　　2019年4月，某航校一架Cessna172飞机在执行飞行训练时撞鸟，导致机翼前缘蒙皮两处变形凹坑，若干个前缘翼肋损毁，需要进行结构修复来恢复飞机的适航状态。在国外厂家修理周期长、修理费用高的情况下，我厂技术人员按照单发飞机结构修理手册与飞机维护手册，反复讨论形成修理方案，决定对该飞机进行结构损伤修复。修复后飞机性能达到适航要求。
　　1 机翼结构分析
　　Cessna172属于上单翼飞机，机翼为全金属、支柱支撑的半硬壳式结构，每个机翼包括一个翼片及一个整体油箱、副翼和襟翼。翼肋包括普通翼肋和加強翼肋。普通翼肋用来构成机翼并保持翼型，支撑蒙皮和翼梁以提高其稳定性并承受局部载荷。加强翼肋需承受和传递较大的集中载荷。
　　2 机翼损伤情况
　　2.1 右机翼中段WS57.375-WS85.875站位区域
　　经检查发现右机翼WS57.375-WS85.875站位前缘蒙皮被鸟击严重变形，形成20cm*15cm*8cm的凹坑;右机翼WS85.875站位前缘翼肋严重变形，右机翼WS71.125站位前缘翼肋严重变形，右机翼WS57.375站位前缘翼肋变形。
　　2.2 右机翼外侧WS154.00-WS208.00站位区域
　　经检查发现右机翼WS154.00-WS208.00区域前缘蒙皮被鸟击严重变形，形成30cm*18cm*8cm的凹坑;右机翼WS154.00-WS208.00区域上、下蒙皮变形，右机翼WS172.00站位前缘翼肋变形，右机翼WS190.00站位前缘翼肋严重变形，右机翼WS208.00站位前缘翼肋和中间翼肋变形，右机翼WS190.00-WS208.00区域前部翼梁变形，右翼尖严重毁损。
　　（1）右机翼外侧WS154.00-WS208.00站位区域，此区域结构相对简单。前部是一段中间镂空的前梁，通过普通翼肋、桁条和蒙皮来构成机翼外形，不涉及结构油箱。根据单发飞机结构手册规定，这类故障可以修复。
　　（2）右机翼WS172.00站位翼肋和WS190.00站位翼肋，由于鸟击冲量过大，翼肋形成死角，无法整形，故直接更换新件。WS208.00站位翼肋和前梁受冲击力较小，经整形恢复适航形态。
　　（3）右机翼WS154.00-208.00站位变形蒙皮，首先利用敲击工具将蒙皮形变量减小进行整形收边，然后按照等强度修理原则，铆接加强补片将鼓动部分消除。在确定鼓动区域后，选取长度、宽度与鼓动区域一致的补片（2024-T3，0.063inch铝合金），等间距钻孔后与原机翼蒙皮铆接，实现内部衬补修理。必要时，可将板材折弯成直角状，以进一步增加其强度。
　　注意：如果此处前梁外段变相严重，无法通过整形恢复，可采用等强度拼接的方式修复。应采用0.063inch的2024-T3铝合金板材制作前梁外段，热处理方式与原材料一致，确保修理后的前梁同等强度。
　　（4）右机翼中段WS57.375-WS85.875站位，此区域位于油箱处施工难度大。经检查前梁正常，故只需将变形严重的WS71.125和WS，875两处翼肋更换。
　　（5）由于右机翼WS57.375-WS85.875站位和WS154.00-208.00站位两段前缘蒙皮均被鸟击形成不可逆凹坑，为了便于施工操作，所以将右机翼前缘蒙皮整体换新件，前缘蒙皮不进行分段切割。
　　注意：更换机翼翼肋过程中，要将各个翼肋和导线标记编号存放，符合先拆后装原则，避免盲目拆装。更换前缘蒙皮过程中，定位找孔是关键，根据新件引导孔位置来确定。
　　4 机翼修复后的校验
　　若机翼前梁外段进行了拼接修理，则需对机翼进行扭曲度的校准，避免机翼装上飞机后，左右机翼产生的升力不一致导致飞行性能出现偏差。此外，损伤飞机修复后还需进行水平测量，保证参考点与初始点位置一致，确保飞机性能达到适航标准。
　　5 监控飞行
　　结构损伤飞机修复校验达到适航标准后即可投入飞行，但地面机务人员每天航前航后应做好监控飞行，目视检查修理区域，应无蒙皮变形、裂纹，铆钉脱落等异常，如有应报技术部门重新制定修复方案，采取恢复措施。
　　6 结束语
　　我厂按照此维修方案完成了该机结构损伤修复工作，飞机已安全飞行500余小时，无铆钉松动、无裂纹，飞机状况良好，故转为正常飞行训练。Cessna172飞机在使用过程中，出现机翼前缘蒙皮褶皱变形、凹坑，前缘翼肋损毁及前梁外段变形，按照单发飞机结构修理手册，均是可以修复的，从时间效益和经济角度也是最优的选择。
　　参考文献：
　　[1]阎成鸿.CESSNA172R型飞机机型培训教程[M].航空工业出版社，2008.
　　[2]郝劲松.活塞发动机飞机结构与系统[M].兵器工业出版社，2007.
　　[3]Cessna Aircraft Company.Cessna172R/172SMaintenanceManual[S].Cessna Aircraft Company，R22.
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