波音737NG飞机平尾内梁下蒙皮裂纹的修理.pdf

75 AVIATION MAINTENANCE horizontal stabilizer; skin; crack; repair Crack Repair of Horizontal Stabilizer Lower Inspar Skin for B737NG Aircraft 的是下蒙皮的外部补片修理。 1.1 适用性 下蒙皮的外部补片修理适用于线 号13623之间执行过或没执行过服务 通告SB737-55-1096的飞机，以及线号 3624以后的飞机，其修理范围限制在水 平安定面站位83.5184.7、前后横梁即 内梁之间的蒙皮损伤区域。另外，所有 水平安定面站位249.1之外的修理，其 修理时间无论是发生在本修理之前或之 后，总重量均不能超过2磅。 该修理对下蒙皮补片的总面积也有 要求：对线号13623之间的飞机，如 果已经进行过其他修理，则修理面积不 超过500平方英寸；如果没有进行过其 他修理或上蒙皮的补片修理面积不大于 300平方英寸，则修理面积最多达2000 平方英寸；对于3624以上，或13623 线号之间执行过SB737-55-1096的飞 机，修理面积不能超过100平方英寸。 补片修理具有气动要求限制，可以 按需执行升降舵无动力飞行测试：如果 修理在2、3、4号平衡舱前（升降舵站 位66.54-149.12之间），单侧所有修理 件垂直于机身方向的总宽度不能超过66 周广洲/山东太古飞机工程有限公司 英寸，且补片厚度不超过0.10英寸，升 降舵无动力测试可不执行，否则就必须 参考维护手册AMM27-31-00在限制时 间内做升降舵无动力飞行测试。 1.2 整体修理流程 1）损伤区域处理。对于非终止在 紧固件孔上的裂纹，在裂纹两端钻止裂 孔；对于经过肋的裂纹或其他损伤，必 须做矩形切口进行切除，且矩形长边与 肋平行，切角半径最小保证0.5英寸。注 意做切口时不要切伤内部结构或造成刻 痕、凿痕等其他损伤，不要去除或堵塞 排水孔（漏水孔），尽可能确保排水孔 在原始位置，保持正确的紧固件间距以 便在修理件上布置排水孔，若肋的边缘 非常薄，则拆装紧固件时不要损伤其边 缘。 2）按照结构修理手册要求，制作 修理方案布钉图并完成紧固件钻孔。 3）制作与蒙皮原始轮廓弧度合适 的修理补片和切口填片，如果补片和蒙 皮之间的间隙大于0.010英寸则需要重新 制作补片或安装间隙填片。同时应在补 片上加工斜边以保证气动性、避免硬点 的出现，如果修理补片堵塞排水孔，则 76 航空维修与工程 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2016/1 理补片加工斜边时，应注意其与以前常 见地板修补片、机身蒙皮修理补片斜边 尺寸不一样，此区域气动敏感性要求较 高，因此斜边比较宽，如图5所示。 修理补片制作完成后的效果如图 6所示。需要注意的是，由于修理补片 斜边尺寸较大，也会导致部件的边距很 大，修理区域附近的紧固件可能会被 覆盖（图6中圆圈处即为被覆盖的紧固 件），形成常说的暗钉。某些客户考虑 到飞机后续可能会出现影响紧固件的检 查等情况，不允许将这些紧固件覆盖， 此时需要询问波音公司以获取解决方 案。 2.5 修理补片之间的间距 实际修理过程中，可能遇到多处 相邻损伤，既可以将这些损伤合并修理 也可以单独修理，应根据飞机的实际情 况选择。例如，某飞机定检时发现右侧 必须在补片上加开排水孔。 4）对修理件以及原始结构去除刻 痕、划痕、凿痕、毛刺、利边等轻微损 伤后进行防腐处理，最后对修理部件和 区域施加一层BMS 10-79, Type III底漆。 5）涂抹BMS5-95密封胶后安装补 片，但不要湿安装铆钉或拉钉。 6）最后应明确修理完成后的后续 检查要求，并出具检查单。 2 修理方案分析 2.1 修理方案的选择 修理涉及的典型裂纹位置共有5 种：远离梁和肋的裂纹；两处非常接近 的裂纹；肋上的裂纹；肋附近的裂纹； 梁附近的裂纹。5种位置对应不同的修 理布钉图，应根据实际情况选择合适的 修理图案。肋上的裂纹修理图如图1所 示。 2.2 排孔注意事项 排孔时需遵循切口或者止裂孔外， 左右四排紧固件、前后三排紧固件的原 则，但靠近梁的裂纹等极限位置除外。 涉及排水孔（漏水孔）时应更加注意， 如图2所示，当排水孔恰好在最后一排 钉上时，其外侧需要增加一排孔，数量 为前一排的一半，正对排水孔的方向再 加一颗外凸的钉。当排水孔在倒数第二 排钉上时，则可以只在其外侧增加一颗 钉，参考图3。当排水孔位置再向内靠 近时，可以不用在其外侧多加紧固件。 修理方案中并没有明确给出紧固 件孔与排水孔的间距。有工作者认为， 按照示意图应该与紧固件的间距保持一 致，为4D6D（D为紧固件直径），参 考以往波音737-300飞机水平安定面下 蒙皮的其他修理，排水孔区域应该作为 部件边缘处理，即保证2D边距即可。然 而，近期在一架飞机上发现此类裂纹， 在询问波音公司后，得到的答复是排水 孔周围排钉的方式按照紧固件孔处理， 与周围紧固件孔之间保证4D6D间 距。考虑到每架飞机的实际情况不同， 建议针对具体问题应咨询波音公司，以 明确处理方法。 2.3 原始结构边距不足问题 修理方案中要求所有的修理件和 原始结构都要保证2D最小边距，肋上 边距要求最小1.5D（如图4所示）。由 于肋上的原始铆钉孔直径在修理过程中 会扩至3/16英寸或更大，很多边距约为 1.7D，如果肋上出现旧孔边距不足1.5D 的情况，则需要咨询波音公司。 2.4 制作修理补片的注意事项 在外部补片上加工斜边是为了保 证气动性并避免硬点效应的出现，以提 高修理整体的耐久性。在本方案中对修 图5 补片边缘的斜边数据 图1 肋上的裂纹修理图 图2 排水孔区域的布钉方案 图3 排水孔区域的布钉方案 图4 内部结构肋上边距不足1.5D情况 补片 填片 肋 切口 肋 肋 前 前 T（厚度） 6T 4T 2D边距 紧固件 0.010英寸 0.020英寸 排水孔 排水孔 补片 补片 图6 修理补片效果图 被覆盖的紧固件 被覆盖的紧固件 维 修 MAINTENANCE 边距不足 77 AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 2016/1 航空维修与工程 平尾上有3条裂纹位于同一条肋上，于 是合并为一个补片的修理。飞机在运营 了一段时间后，在修理补片的后部后梁 区域的蒙皮上又有了新裂纹。评估后发 现，如果单独修理，新补片与原始补片 之间的间距为0.2英寸。根据一般结构 修理经验，两个蒙皮修理补片之间不允 许有这么小的间距，应进行合并修理； 但合并修理需要拆除大量紧固件，可能 对蒙皮造成损伤以及延误定检工期。在 向波音请求方案时提供了两种选择：第 一，接受现有最小0.2英寸的补片间距， 直接对新损伤进行修理；第二，拆除旧 修理件，将新旧损伤合并修理。最终， 波音公司同意了第一种方案，接受了修 理补片之间0.2英寸的最小间距。由此可 知，0.20英寸可以作为是否合并修理的 一个评估参考。需要注意的是，在该事 件中波音公司给出的处理方案并非是对 此类修理最小间距的通用说明，今后如 遇到类似修理补片之间间距问题时，本 论述仅作为参考。图7为相邻补片的示 意图。 2.6 关于切除肋结构附近的蒙皮 当损伤位置恰好位于肋上且位置很 靠后时，很难在蒙皮和肋之间插入钢片 用于切割保护，这时可将长度、直径合 适的钻头切削角磨到接近180，然后将 其安装到滑窝止动器上，调节滑窝止动 器，使钻头露出部分的长度比蒙皮厚度 略小0.010英寸左右。在报废件上测试无 误后，就可以切除飞机上损伤的蒙皮。 肋区域的蒙皮切除如图8所示。 2.7 后续检查要求 本方案经波音进行损伤容限评估 和分析后定义为B类修理，即永久性修 理结合后续检查，以便及时发现可能的 疲劳裂纹或其他损伤。根据要求，波音 建议每9000飞行循环间隔对补片采用目 视检查，对补片覆盖下蒙皮和肋采用无 损探伤的检查方法。检查门槛值是修理 区域部件的总飞行循环数达到56000， 而不是从修理完成后起的56000飞行循 环。需要注意的是，这个门槛值已涉及 AD2013-19-23，之前修理方案门槛值 计算如有差异，必须更改满足这个门槛 值。 3 修理工期控制 因影响工期的因素有很多，如航 材、人力、损伤位置接近难易程度、损 伤切除难易程度、安装紧固件类型（铆 钉/拉钉）、补片大小、客户特殊要求、 是否需要波音援助等，因此即便是同一 处裂纹，也可能会因影响因素的不同， 导致工期会有差别。现以几架飞机实际 修理时间的对比对该修理的工期进行 说明。如表1所示，在航材充足的情况 下，修理一条裂纹需要的工期（从开始 褪漆到整个修理完成）一般为3天；当 选择铆钉修理时，工期需增加1天。 4 结束语 在短时间内，连续在7架波音飞机上 发现水平安定面内梁下蒙皮出现裂纹， 说明波音737NG飞机可能在水平安定面下 蒙皮的设计上存在不足之处。对于该区 域裂纹预防问题，波音已经在生产线号 3624及以后的飞机水平安定面下表面采用 了加厚的台阶式变化的蒙皮，并增加了横 向加强筋；另外，波音也下发了服务通告 SB737-55-1096，对部分飞机可执行平尾 下蒙皮改装，通过更换较厚的蒙皮降低应 力以避免裂纹的产生。 参考文献 1波音公司. SRM55-10-01: B737NG结构修理手册Z. 2波音公司. SB737-55-1096: 波音 服务通告Z. 作者简介 周广洲，工程师，现主要从事飞机 结构修理