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        簡(jiǎn)析PW1100G進(jìn)氣道唇口蒙皮損傷修理

        2021-04-12 11:47:44劉偉郝慶祿
        航空維修與工程 2021年3期

        劉偉 郝慶祿

        摘要:以PW1100G發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道為例,簡(jiǎn)析其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn),總結(jié)整理典型唇口蒙皮損傷的修理方法,并結(jié)合實(shí)際維修過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)不同程度損傷修理方法的選用進(jìn)行梳理。

        關(guān)鍵詞:進(jìn)氣道;唇口蒙皮;凹坑;允許損傷限制;修理

        Keywords:inlet cowl;lip skin;dent;allowable damage limit;repair

        0 引言

        A320neo是空客為保持其A320產(chǎn)品線作為世界上最先進(jìn)、最省油的單通道飛機(jī)系列而推出的機(jī)型。A320neo噴氣式客機(jī)有兩種新發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇,即普惠的靜潔動(dòng)力PW1100G-JM和CFM國(guó)際的LEAP-1A。空客A320neo作為窄體機(jī)主要運(yùn)力機(jī)型,隨著運(yùn)行量的增長(zhǎng),作為重要短艙部件的進(jìn)氣道損傷開(kāi)始逐漸增多,而目前航線可維修裕度相對(duì)較小,如果沒(méi)有合理可選的修理措施,容易造成維護(hù)成本高昂,周轉(zhuǎn)備件不足,甚至造成停場(chǎng)周期延誤。

        1 進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)

        我國(guó)民航主要使用亞聲速飛機(jī),其發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道采用擴(kuò)張型的亞聲速進(jìn)氣道。它是一個(gè)氣動(dòng)整流部件,為發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的氣流提供方向并有助于使氣流平滑,可在各種狀態(tài)下將足夠的空氣以最小的流動(dòng)損失順利地引入壓氣機(jī)。迎風(fēng)進(jìn)口部分為圓弧形唇口,多由2219鋁合金蒙皮制成;進(jìn)氣道內(nèi)部通道為擴(kuò)張通道,由三明治結(jié)構(gòu)消音板環(huán)繞;外形圍板多為復(fù)合材料層粘板,如圖1所示。

        如表1所示,PW1100G進(jìn)氣道整體式前緣唇口由2219-T62鋁合金蒙皮制成,省去內(nèi)部結(jié)構(gòu)拼接片,在結(jié)構(gòu)減重的同時(shí)改善了前緣唇口的氣動(dòng)性能。前緣6點(diǎn)鐘方向有底部防冰排氣的設(shè)計(jì),一改以前后傳排氣的形式,無(wú)防冰排氣管路組件等結(jié)構(gòu)。消音板采用整體式無(wú)拼接縫結(jié)構(gòu),內(nèi)側(cè)表面的復(fù)合材料層粘板均布直徑0.020~0.025in的平行微孔,有效增大聲學(xué)處理面積,提高進(jìn)氣道降噪水平。芯材為鈦合金蜂窩,對(duì)腐蝕防護(hù)要求低,部分構(gòu)型進(jìn)氣道消音板后邊緣可能存在無(wú)封邊、蜂窩裸露的情況(見(jiàn)圖2),屬于OEM制造正常構(gòu)型。

        2 進(jìn)氣道典型結(jié)構(gòu)損傷修理

        進(jìn)氣道的內(nèi)外側(cè)表面包括唇口蒙皮都屬于飛機(jī)的特別關(guān)鍵氣動(dòng)光滑面,必須嚴(yán)格控制其外形。在飛機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,前緣唇口蒙皮最容易受到損傷,經(jīng)常會(huì)因刮碰、鳥(niǎo)擊等出現(xiàn)磨損、劃傷、凹坑等。輕微的小損傷根據(jù)ADL進(jìn)行航線及時(shí)處理后即可投入運(yùn)行,但對(duì)于短時(shí)間內(nèi)無(wú)法處理的較大損傷只能安排停場(chǎng)或換裝備用件。

        PW1100G進(jìn)氣道前緣唇口蒙皮存在大面積不允許修理區(qū)域,主要集中在內(nèi)側(cè)邊緣46mm的環(huán)向帶和外側(cè)邊緣69mm的環(huán)向帶,該區(qū)域?yàn)榧雍皲X蒙皮結(jié)構(gòu)連接區(qū)域或制造孔(如排氣孔、吊點(diǎn)孔)周?chē)鷧^(qū)域,目前還沒(méi)有對(duì)應(yīng)的維修方案,OEM也無(wú)法提供技術(shù)支持。如果加厚鋁蒙皮區(qū)域發(fā)生損傷,只能更換新的唇口蒙皮。對(duì)于在允許修理區(qū)域出現(xiàn)的線性損傷、凹坑和穿透性損傷,可以參考現(xiàn)有飛機(jī)結(jié)構(gòu)手冊(cè)進(jìn)行修理(SRM54-10-03)。具體措施如表2所示。

        1)對(duì)于唇口蒙皮表面平滑的線性損傷(無(wú)裂紋和折痕),損傷長(zhǎng)度小于4 in且剩余厚度大于0.060in時(shí),可以根據(jù)手冊(cè)允許損傷(ADL)進(jìn)行打磨處理之后,施涂Alodine 1000 或 Alodine 1500進(jìn)行表面保護(hù)處理,修理方法簡(jiǎn)單,耗時(shí)短,航線維護(hù)即可操作,屬于永久修理。當(dāng)剩余厚度小于0.060in時(shí),則需要根據(jù)手冊(cè)給定的區(qū)域進(jìn)行判斷:對(duì)于蒙皮漸變厚度區(qū)域(圖3a中A區(qū))需要報(bào)告OEM;對(duì)于均一厚度蒙皮區(qū)域(圖3a中B和C區(qū)),可以按照手冊(cè)要求視情選擇執(zhí)行臨時(shí)或永久補(bǔ)片修理。

        2)對(duì)于唇口蒙皮表面平滑的凹坑損傷(無(wú)裂紋、鑿痕和折痕),當(dāng)寬深比大于25且寬度小于2.5in、深度小于0.10in時(shí),非尖端部的均一厚度蒙皮區(qū)域(圖3b中A和C區(qū))損傷可以根據(jù)手冊(cè)允許損傷進(jìn)行處理,方法簡(jiǎn)單,耗時(shí)短,航線維護(hù)即可操作,屬于永久性方案。但對(duì)于縱向尺寸小于8.6 in、環(huán)向尺寸小于9.8 in的其他凹坑損傷,只能按照手冊(cè)要求視情選擇執(zhí)行臨時(shí)或永久補(bǔ)片修理。

        3)對(duì)于唇口蒙皮表面平滑的穿透性損傷(損傷去除后表面平滑,無(wú)裂紋、鑿痕和折痕),當(dāng)縱向尺寸小于8.6 in、環(huán)向尺寸小于9.8 in時(shí),無(wú)允許損傷維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),只能按照手冊(cè)要求視情選擇執(zhí)行臨時(shí)或永久補(bǔ)片修理。

        針對(duì)唇口蒙皮損傷補(bǔ)片修理,現(xiàn)有手冊(cè)給出的臨時(shí)鑲平補(bǔ)片修理和永久鑲平補(bǔ)片修理具有較強(qiáng)的相關(guān)性。如果在維護(hù)過(guò)程中出于各種原因(如航材周期等問(wèn)題)選擇使用臨時(shí)補(bǔ)片修理,在臨時(shí)修理到期后維護(hù)成本將會(huì)大幅提升。對(duì)照手冊(cè)方案發(fā)現(xiàn),兩種修理流程基本無(wú)差別,實(shí)際修理過(guò)程用時(shí)基本相同,內(nèi)部加強(qiáng)板布局方式相同,但是由于臨時(shí)修理選用的緊固件為拉鉚釘(CR3524P6*或CR3524EE6*),后續(xù)只能使用價(jià)格高昂的拉螺栓(7B100EU06*或S7B100EU06*)修理方案(構(gòu)型1或2)進(jìn)行糾正,大量拉螺栓的航材費(fèi)用甚至?xí)^(guò)短期備件租借費(fèi)?;诖?,在周期允許、備件合理可用的情況下,建議在選擇最初維修方案時(shí)采用常見(jiàn)易得的虎克螺帽(HL441AZ6*+HL97-6)和螺絲托板(NAS1993C*T+MS21070L3)永久鑲平補(bǔ)片修理方案(見(jiàn)圖4)。

        3 維護(hù)建議

        在日常維護(hù)中經(jīng)常會(huì)遇到進(jìn)氣道前緣唇口蒙皮的損傷,對(duì)于在允許損傷范圍內(nèi)的故障,航線可以簡(jiǎn)單及時(shí)處理,保障飛機(jī)的正常運(yùn)行;對(duì)于超出允許范圍的短時(shí)間內(nèi)無(wú)法處理的損傷,應(yīng)安排停場(chǎng),以便盡快完成修理或換裝備件,保證航班計(jì)劃安排。特別是對(duì)于A320neo這類引進(jìn)時(shí)間相對(duì)較短的新機(jī)型,OEM廠家提供的手冊(cè)修理方案有限,加之維護(hù)航材備料相對(duì)保守,各類損傷處理經(jīng)驗(yàn)欠缺,實(shí)際維護(hù)過(guò)程中難免會(huì)遇到各種問(wèn)題。因此,工程技術(shù)人員,必須盡快熟悉新機(jī)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),了解掌握典型損傷修理方法及維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),快速給出解決方案,按時(shí)完成維護(hù)任務(wù),保障飛機(jī)的飛行安全和正常運(yùn)營(yíng)。

        參考文獻(xiàn)

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        [5] Airbus. A320neoSTRUCTURAL REPAIR MANUAL [Z]. 2020.

        作者簡(jiǎn)介

        劉偉,助理工程師,主要從事民用航空器金屬和復(fù)材結(jié)構(gòu)維護(hù)工作。

        郝慶祿,高級(jí)工程師,主要從事民用航空器的結(jié)構(gòu)修理和改裝工作。

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