典型飞机修理 第五章结构修理要求ppt课件.ppt

第五章 结构修理要求,54 结构修理分类541 旧结构修理类型 按照结构修理时所采取的具体施工步骤是否满足结构耐久性以及检查要求， 永久修理旧结构修理分为 限时修理(见图5-8) 临时修理 过渡修理,永久修理可以保证结构修理的耐久性。按照FAA批准的、现有的结构维护和检查程序，永久修理有足够的机会检查出修理区域可能出现的损伤。 耐久性是指结构在使用过程中抵抗损伤的能力。 临时修理不能满足结构修理的耐久性或者检查要求。,采用过渡修理的结构，必须以规定的间隔重复进行附加结构检查。 限时修理不但需要重复的附加检查，由于结构修理的耐久性达不到要求，需要在规定时间期限内将其更换为永久修理或者过渡修理。,由于过渡修理和限时修理可以缩短飞机停场时间，在实际的结构修理中经常得到使用。 例如，在维护定检后期，如果工具掉落砸坏了机身蒙皮，并超出允许损伤。由于用实心铆钉进行永久修理会延长修理时间，可以选择用拉铆钉安装外补片。,根据SRM所规定，用拉铆钉进行的结构修理属于限时修理，应该进行周期性重复检查，在达到相应门槛值后应该更换成永久性修理。虽然后续工作可能会增加工作量，特别是增加了文字方面的工作以确保结构的检查和更换。在以上情况下，用拉铆钉安装外补片事实上是保证飞机定检计划顺利完成、按时出厂的最好选择措施。 永久修理和临时修理都满足结构静强度要求。,542 新结构修理类型 按照结构修理损伤容限评估结果，新的结构修理分类标准将结构修理分为A、B、C三类。 这些结构修理新分类标准己经在B757、B767和B777SRM典型修理中得到了运用。基于损伤容限和耐久性评估的结构修理规则，己经改变了早期的结构修理分类。,新结构修理分类目的在于方便区分需要结构修理附加检查的结构种类。 它的分类是根据结构修理的损伤容限评估结果是否需要附加检查为标准划分的。 新的结构修理分为A、B、C三类。见P.45表5-1新旧结构修理分类对比。,如果结构基本区域检查（BZI）要求仍然能够满足修理后的结构检查要求，即修理后的结构仍然保持原损伤容限特性，则结构修理被划分为A类; 如果结构基本区域检查（BZI）的检查要求不能够满足修理后的结构检查要求，即修理后结构的损伤容限特性己经发生改变，则结构修理被划分为B类或者C类。,5421 A类修理 A类修理是原区域检查大纲的检查间隔及方法己经能够确保结构持续适航性的永久修理。 修理后结构的检查要求等于没有进行过结构修理的结构; 也就是说，结构修理没有改变原结构的损伤容限特性。 A类修理满足结构基本区域检查（BZI）要求，不要求进行补充结构检查。,结构构造组（STG）确定的检查间隔一般等于结构检查大纲（MPD）的维护间隔。 航空公司可以根据自己机队的使用特点对厂家MPD推荐的维护间隔进行调整，也就是说，航空公司的飞机维护间隔可以大于或者小于厂家MPD规定间隔。,如果航空公司按自己确定的结构维护方案间隔对A类修理进行重复检查，其间隔应该小于或者等于STG确定的检查间隔。 如果航空公司结构维护方案的检查间隔大于MPD规定间隔的10，则对于A类修理的划分标准必须重新确定并报请适航当局批准，或者按照STG确定的检查间隔对结构修理进行检查。,由于STG确定的A类检查间隔一般等于MPD区域维护间隔，在本书中A类检查称为区域结构基本检查(BZI)。BZI是飞机制造商简化大多数航空公司结构修理评估程序的有效工具，制造商用BZI判断整个机身不同区域的所有A类典型修理。 图5-10为B757SRM53-00-01机身蒙皮典型的A类结构修理示例。,图510,5422 B类修理 B类修理是在超过规定的飞行循环门槛值后，要求进行附加检查，以确保结构修理持续适航性的永久性修理。 B类修理改变了原结构的损伤容限特性，使MPD中的检查要求不能满足修理后结构的检查要求。 SRM中大多数用实心铆钉进行的机身蒙皮外补修理都属于B类修理。,B类修理要求在每个修理完成之后，确定开始进行结构修理附加检查的门槛时间和重复间隔时间。 航空公司一般应该遵守SRM典型修理规定的附加检查期限门槛值和重复间隔时间，也可以使用相关结构修理评估文件中为每种修理制定的检查门槛值和重复间隔时间。 航空公司还可以采用比SRM规定或者结构修理评估文件中推荐的附加检查期限门槛值和重复间隔时间更为严格的检查计划。,B类修理的门槛值一般等于75%的飞机设计寿命 (DSO)。DSO指飞机主要结构在高置信度和可靠度前提下，不产生疲劳裂纹的总飞行起落数，(置信度及可靠度的确切定义参考结构修理评估文件，一般为95%) 。 各机型的DSO如表5-2波音飞机的设计寿命(DSO) 所示。 如果SRM中的典型修理方案为B类结构修理，一般会在相应的修理方案中注明。 图5-11 为B757SRM机身蒙皮典型的B类修理 (机身外部加强修理)。,5423 C类修理 C类修理改变了原结构的损伤容限特性，并且耐久性不能满足结构修理的要求。耐久性不能满足结构修理的要求是由于结构修理中的硬点效应产生的。 (1)C类修理要求进行比B类修理更为严格的结构附加检查。 (2)C类修理在达到规定期限后，要求重新修理或更换成A类或者B类结构修理。,按照损伤容限评估结果定义的C类修理与原来结构修理分类中的限时修理相同。 结构工程师可以按照SRM典型修理附加检查的门槛值和重复间隔执行附加检查，并在规定期限内更换掉C类修理，也可以参照STG小组制订的结构修理评估文件进行结构修理附加检查。 结构修理评估文件提供了更换C类修理的期限以及开始结构修理附加检查门槛值和重复检查间隔。 图5-12是波音飞机C类修理示例。,55 结构修理附加检查 结构修理附加检查是指由于结构修理改变了结构损伤修理区域原有的检查特性，需要改变现有结构维护方案相关结构检查以满足结构持续适航性要求的一种附加检查。,551 导致附加检查原因 导致结构修理附加检查要求的根本原因是MPD的结构检查方法不能满足修理后的结构检查要求。 检查方法包括检查手段、检查间隔、接近方位。为了对检查手段、检查间隔以及接近方位采取统一的度量标准，波音公司采用损伤容限额定值系统 (DTR)。,DTR值由结构的检查手段(一般目视、详细目视、NDT )、检查间隔、接近方位决定。对于特定的主要结构都有相应要求的DTR值。 航空公司结构维护采用的检查手段、检查间隔以及接近方位对应的DTR值，必须等于或者大于保证结构安全要求的DTR值。 例如: MPD对于可以从机身外部接近的蒙皮区域，一般以一定的时间间隔从机身外部接近采取目视检查。,(1)没有进行过修理的机身蒙皮或者从机身内部进行加强修理时，可以按照MPD建议的目视检查来满足原有DTR值。,(2)当采用机身蒙皮外部加强后，需从机身内部接近修理区域检查。 因为从蒙皮外部无法检查到被加强板覆盖的蒙皮修理区域可能出现的疲劳裂纹。在这种情况下外部目视检查对应的DTR值下降。 如果仍然以结构原来的检查间隔采用目视检查，则必须保证蒙皮的接近方式等于或者优于没有修理过的蒙皮区域，即从机身内部接近修理区域检查。,由于从机身内部接近修理区域不同于MPD中规定的外部目视检查，所以称之为附加结构检查。 MPD规定的结构检查要求也可以称之为区域基本检查 (BZI)。,航空公司可能会根据自己机队的使用特点，调整结构的维护检查方法。这种调整一般只是将检查间隔延长或者缩短。 如果航空公司自己制定的维护方案检查间隔比BZI规定检查间隔大10，那么将结构修理划定为A类修理之前，航空公司必须和波音公司取得联系。 因为，航空公司采用的结构维护检查间隔太大时，SRM手册中的某些A类结构修理可能不满足结构损伤容限特性。,理想的结构修理是修理后不需要任何附加的结构检查，即不会改变结构原有的损伤容限特性。 如果需要附加结构检查，就会影响到己经制订好的结构检查计划。SRM机身蒙皮内部加强修理就是结构修理可检查性很好的例子。 损伤容限分析表明，区域基本检查(BZI)可以检查出图5-13机身蒙皮内补修理所示SRM中机身蒙皮内部加强修理区域蒙皮的疲劳裂纹。,A类修理一般指结构的内部加强修理。结构 (例如机身蒙皮)内部加强修理一般要求能够接近修理区域内部安装加强板以及紧固件，通常需要较长的修理时间，修理成本高。,为了缩短飞机的停场时间以降低飞机的维修成本，可能需要采用属于C类修理。 如果因为空间的限制以及其他结构件的干涉，有可能根本无法安装内部加强板而必须采用B类修理。 例如:当加强板尺寸大于20英寸后，机身蒙皮修理必须采用属于B类的外部加强修理。,结构外部加强修理会降低DTR值，使其达不到结构维护要求的DTR值。 例如:对于机身蒙皮的外部加强修理来讲，机身蒙皮外补修理加强板厚度要比损伤的蒙皮厚一到二级。因此，加强板紧固件孔处的应力要小于损伤结构紧固件孔处的应力。 经过一定飞行循环数之后，加强区域原损伤蒙皮结构会产生疲劳裂纹，而此时结构加强板不会产生疲劳裂纹。如果机身蒙皮采用外补，疲劳裂纹被蒙皮外补加强板盖住，按照结构维护MPD进行的结构/区域目视检查可能无法发现这些疲劳裂纹。,另外，外补加强板与蒙皮搭接面之间要求用BMS5-95密封胶密封，出现疲劳裂纹的外部迹象如漏气气流产生的“黑尾”、响声也无法通过外补区域的目视检查发现。 因此，机身蒙皮外部加强修理改变了蒙皮原来的损伤检查特性，即改变了结构原有的损伤容限特性，属于需要附加结构检查的B类或者C类结构修理。,结构外补修理改变了结构原有的损伤容限特性，使MPD原来的结构维护检查方法不能及时发现结构出现的疲劳裂纹。 这就可能要求我们在厂家建议的MPD基础之上，增加或者改变MPD对于结构修理区域原有的检查，保证结构损伤扩展到临界状态之前被检查发现。这些MPD没有包括的结构检查项目就是通常所说的结构附加检查。,因此，导致结构附加检查的根本原因是结构修理改变了结构修理区域的损伤可检查性。需要进行结构附加检查的结构修理往往是指结构的外部加强修理。例如，机身蒙皮的外部加强修理、隔框的外部加强修理等。,552 检查时间 结构修理附加检查涉及的时间指标有两个: (1)开始进行附加结构检查的时间(门槛时间); (2)附加检查的重复间隔。 对于结构修理附加检查来说，检查间隔一般用飞行起落数表示。 从机身内部接近机身蒙皮外部加强修理区域进行目视检查，往往需要拆卸隔热棉、座椅等设备，工作量较大。维护方案中机身蒙皮原有的目视检查间隔可能太短(一般为3000循环)。,如果从机身内部接近修理区域采用原有的检查手段 (目视检查)以及间隔，虽然可以保证结构的安全，但是从经济上考虑并不理想。 因此，需要考虑改进检查手段来延长检查间隔，在保证DTR值等于或者大于原来结构DTR值的前提下，降低结构检查成本。,表5-3为SRM机身蒙皮外部加强修理开始附加检查门槛时间以及与检查方法对应的检查间隔要求。 此检查要求同时适用于按照破损-安全取证以及损伤容限取证的飞机。 例如，B767-300 SRM53-00-01 FIG.201的机身蒙皮外补修理，就需要进行表5-3所示的附加检查。,注:归零处理是为了去除原紧固件孔的微裂纹以及疲劳损伤材料而采取的扩孔工艺。它可以提高结构修理的耐久性。,归零处理的具体方法为: 首先对原紧固件孔采用高频涡流检查确定有无裂纹。 （1）如果没有发现裂纹，将孔径加大1/16英寸; （2） 如果发现裂纹，按1/64英寸逐级加大孔径直到用高频涡流确认裂纹己经完全去除; 最后再将孔径加大1/16英寸。 之所以要将孔径加大1/16英寸，是因为目前的高频涡流只能检查出长度为0.030英寸以上的裂纹。,结构修理附加检查一般在起落数达到飞机设计寿命 (DSO)的75%后开始进行。 根据表5-3机身蒙皮外补修理的典型检查间隔，可以灵活调整结构附加检查计划。按照75 DSO计算，B737飞机结构修理附加检查门槛值为56250至60000个飞行起落。 例如，B737-200飞机机身结构外补修理的附加检查一般在0.757500056250个飞行起落后开始，并且每12000个飞行起落进行一次内部高频涡流检查(HFEC)。,如果结构修理区域最外圈关键紧固件为旧紧固件孔并且进行过归零处理，结构修理附加检查可以在加强件安装后的75DSO后开始进行，开始进行附加检查的门槛值就推迟了。 例如，对于已经完成了40000飞行起落的B737-200飞机上进行的机身蒙皮外补修理，如果与修理有关的最外圈旧紧固件孔经过“归零”处理后安装加强件，修理的初始检查门槛值为4000060000 = 100000个飞行起落。所以将修理加强件最外圈原紧固件孔进行“归零”处理对附加检查是有利的。,根据飞机结构的设计寿命(DSO)，有可能取消结构修理的附加检查。这样一来，就可以按照维护计划文件(MPD)，实施正常的定期检查。,建议在飞机飞行起落数达到75DSO时开始检查所有外补修理，包括所有新完成的外补修理。然后再根据检查手段以一个合适的间隔重复进行检查。,例如C检进行低频涡流检查或D检进行高频涡流检查，这样不仅可以避免对每个结构外补修理建立包括修理时间、修理具体方法等内容的修理档案，还可以避免对外补修理的漏检，同时达到保证结构安全并降低维修成本的目的。这种检查安排对于飞机数量多并且不愿对单个蒙皮外部修理进行跟踪的大型航空公司特别有利。,例如B757和B767飞机，所有尺寸大于12 in的机身蒙皮外补修理都可以在接近37500个飞行起落(50000DSO的75)的维护定检时进行检查，然后可以按照每12000个飞行起落进行一次内部高频涡流检查。图5-14为各种机身蒙皮外补修理检查间隔对比图。,B757、B767、B777飞机是在1978年后取得型号合格证的。根据FAA咨询通告25.1529-1，要求在结构修理完成后一年内对机身蒙皮外补修理进行损伤容限评估。 目前，B757和B767 SRM手册中己经加入了机身蒙皮外补修理损伤容限评估相关内容。为了易于安排生产计划，如果航空公司飞机维护方案的C检和D检间隔在MPD推荐的间隔范围内，可以采用表5-3中的检查计划。,注意: 如果关键紧固件孔可以从机身内部接近进行检查，且B757和B767外补修理区域的宽度和高度12 in时，不要求进行结构附加检查。,553 检查方法 结构修理附加检查方法主要包括确定检查手段以及结构修理区域内需要重点检查的关键区域。 检查手段包括：一般目视检查、详细目视检查和NDT。 NDT检查方法包括机身外部低频涡流探伤(LFEC)、机身内部高频涡流探 伤(HFEC)(见图5-15)。采用NDT从相同方位接近结构修理区域检查，比其他两种检查方法对应的DTR要大得多。,因此，我们可以采用NDT检查方法从机身内部接近修理区域，以远大于目视检查要求的检查间隔对修理区域进行重复检查。结构修理损伤容限评估指导文件以及SRM典型修理中，可能会给出与检查间隔对应的结构修理附加检查手段，可以根据实际情况灵活选择。,从机身内部接近机身蒙皮外部加强修理区域进行目视检查或高频涡流检查，可以发现位于外补加强板下机身蒙皮可能出现的疲劳裂纹。 B757 NDT手册第6部分53-30-05章给出了如何从机身内部接近外补修理区域，使用高频涡流检查机身蒙皮裂纹。由于可能要求拆除厨房或厕所等飞机内部构件，接近机身蒙皮内部修理区域并不方便。,从机身外部进行目视检查当然无法检查到修理加强板下面的疲劳裂纹。但是我们可以选择低频涡流，从机身外部接近蒙皮修理区域进行检查。B757 NDT手册第6部分53-00-06章给出了如何从机身外部接近外补修理区域，使用低频涡流检查修理补片下面的机身蒙皮裂纹。本书8.1且节详细介绍了损伤检查的常用方法。 每种检查方法都有其优缺点，在设计修理方案时应当根据实际情况选择合适的结构修理检查方法。,低频涡流检查必须透过外补加强件去查找位于加强板下面机身蒙皮上的裂纹。外补加强件边缘以及加强件下的蒙皮打磨区域厚度变化、低频涡流对结构修理使用的钢紧固件导磁率的敏感性，都会导致低频涡流可能错误显示蒙皮有裂纹。 当NDT检查仪器显示修理加强件下蒙皮有裂纹时，应拆下紧固件，对紧固件孔进行高频涡流检查，或者从内部接近修理区域进行高频涡流检查以确认是否真正有裂纹。,另外，低频涡流检查比高频涡流检查要求工作者具有更高的技能。图5-15为使用高频涡流进行裂纹检查。 无损探伤 (NDT)手册中有机身蒙皮外补修理低频涡流检查和高频涡流检查专用检查方法。,高频涡流检查方法使用了比一般高频涡流稍低的检查频率，这种改进过的高频涡流检查方法在查找与加强件相接触的机身蒙皮表面裂纹时，不仅可以查到机身蒙皮内表面裂纹，也可以透过内表面，探测到被修理加强件盖住的蒙皮外表面上的裂纹。 被加强件盖住的蒙皮外表面是最容易产生疲劳裂纹的区域。B757 NDT手册第6部分53-30-05节，介绍了高频涡流检查法。,无论飞机结构是按照破损-安全设计要求取证还是按照损伤容限设计要求取证，修理后的结构修理附加检查要求是相同的。 对于修理加强板覆盖下的机身蒙皮，位于最外圈紧固件孔是疲劳裂纹最可能开始的地方。 图5-16显示了一个典型的机身蒙皮外补修理中疲劳裂纹最可能开始的位置，即修理区域最外圈紧固件位置。,修理区域最外圈紧固件往往是疲劳裂纹最早出现的区域，是结构修理附加检查需要重点检查的区域。 为了保证能够及时发现关键区域的疲劳裂纹，要尽量保证能够直接接近结构修理关键区域。 图5-17是一个损伤容限特性不好的结构修理，因为机身蒙皮修理关键区域最下排紧固件 。孔隐蔽在长桁下面。,为了能够从内部接近修理区域对机身蒙皮修理区域关键位置进行检查，最好采用图5-18所示的结构修理，将最下面紧固件延伸一排。,采用外部加强时，必须注意外部加强修理要求的附加检查。为了遵守FAA条例并避免大难度检查方法和重新修理带来的经济损失，结构 工程师有必要对损伤容限以及结构修理的附加检查要求进行全面的了解。,56 结构修理方案设计原则结构修理方案设计中需要考虑的相关准则。1加强件边缘（1） 避免机身蒙皮外部修理加强件终止于长桁、隔框或其他内部结构件处。以免阻碍机身蒙皮的内部检查。（2）避免在其它机身蒙皮修理加强件3英寸范围内再安装蒙皮修理加强件。（3）避免修理加强件对接或搭接。,（4）若出现（2）或者（3）情形的，用一件覆盖两处的加强件修理它。（5）在任何可能的情况下，将最外圈的紧固件安装在新钻的紧固件孔中。如果不能，则应对原孔作归零处理。（6）加强件厚度比损伤件厚度厚一级或者二级。（7）若加强件厚度大于0.10英寸，应采用多层或者台阶式加强件。（8）外补修理尽可能用与原结构件材料和热处理状态相同的材料作加强件。,常见缩略词AAWG 适航工作组AD 适航指令ADCN 或 DCN 设计更改通知BZI 基本区域检查DSO 飞机设计寿命DTR 损伤容限额定值HFEC 高频涡流探伤LFEC 低频涡流探伤MPD (Maintenance Planning Data ) 维护计划资料(文件或手册)NDT 无损探伤,RAG 损伤容限评估SB 服务通告SL 服务信件SSIP 结构附加检查计划STG 结构工作组 END,