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| 科普 | 民用飞机维修思想在飞机结构腐蚀与防护的发展 |
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民用飞机维修思想，又称维修原理、维修理念或者维修哲学，是用来指导飞机维修大纲制定的原则。采用什么样的维修思想制定飞机的维修大纲，关系到维修大纲的科学性、适用性、有效性，关系到能否经济地保持飞机的适航性。05飞机结构设计、维修方面的发展维修思想的不断发展，其中对于飞机结构腐蚀方面的要求也是从原来的空白形成了在MSG-3体系中占据重要的组成部分。初的飞机主要结构是木头和帆布组成，结构防腐问题还没有上升到一个专业的范畴，随着飞机金属结构的不断增加，由于早期的飞机结构主要是单传力结构，所以在维修大纲中主要是预防疲劳损坏和机械磨损，主要的维修手段是检查、翻修和更换。所以在早期的维修思想中，也是按照单一定时的原则，按照固定的时间进行翻修或者报废。因此，也称之为安全—寿命（Safe—Life）大纲。1954年，英国的慧星式（DH Comet）飞机由于疲劳裂纹扩展使机身增压舱破裂，导致两起飞行事故。从这些事件的分析中，提出了飞机结构必须符合破损—安全（Fail—Safe）的原理；出现了各种多路传力的设计方案和防止裂纹扩展的设计及工艺措施。1976年，英国按照破坏安全设计的HS748运输机机翼折断，一年以后，同样按照破坏安全设计的波音707飞机的水平安定面后梁断裂。从对这些事故的研究中，提出了修改设计原理的建议。1978年，FAA颁发了FAR25部的第45号修正案，将飞机结构的损伤容限（Damage Tolerance）设计正式列入飞机型号审定要求，修改了§25.571。同时，对未按照损伤容限设计的飞机，提出了制订补充结构检查大纲（SSID）的要求。所以在MSG-1和MSG-2的维修思想中，对于飞机结构方面提出了明确的维修理念，尤其在MSG-2手册中，明确提出了MSG-2的结构大纲分析法，主要内容如下1.分析步骤：（1）判明重要结构项目；（2）判明其故障模式和影响；（3）评定各结构项目可能具有的效果；（4）评定确实具有可能效果的各项结构检查的必要性；2. 对结构的活动部分如舱门、紧急出口等，参照系统/部件分析法，得出相应的维修工作；3. 对结构的固定部分，按照如图1、2进行结构评级，以确定结构内部和外部的等级号，并按照等级号去确定内部和外部相应的检查方法和周期。1988年，阿洛哈航空公司的波音737飞机上机身损坏事故，导致了全球深入开展老龄飞机研究，先后提出了腐蚀预防和控制大纲（CPCP）的要求和一系列其它补充检查和改装要求，使飞机结构的完整性大纲增加了新的内容，所以到MSG-3阶段，飞机结构维修大纲形成了一个相对专业和独立的体系。在MSG-3手册的结构维修大纲的制订主要包括了偶然损伤（AD）、环境恶化（ED）、疲劳损伤（FD）、腐蚀防护和控制大纲（CPCP）的分析，同时还提出了适航性限制项目。1980～1993年，MSG—3指导大纲的产生及其二次修改，将飞机结构检查区分为偶然损伤（AD）/环境损伤（ED）/疲劳损伤（FD）三种形式，提出了制订各自的检查要求的方法，并使其不断完善。通过上述改进，使飞机结构设计日益完善，结构检查和修理手段日益成熟。在近20年的事故统计中，飞机系统造成的事故占10%，而飞机结构造成的事故仅占3%，这是飞机结构设计和维修不断改进所取得的成果。目前所有的飞机设计必须符合结构完整性要求，包括静强度、刚度、疲劳特性、损伤容限、适坠性等。同时，结构设计针对飞机典型结构损伤，也提出了具有针对性的设计措施来改进飞机结构的设计，详细如下表所示：损伤源设计措施腐蚀l提供—检查通道 —满足要求的表面保护处理 —充分的排水l采用—合适的抗腐蚀材料，以及适宜的防腐剂l避免—密封胶或检修时的遗弃物堵塞排水通道 —绝缘层与主结构之间不必要的接触应力腐蚀l提供—检查通道l采用—合适的材料l避免—持续的拉伸应力 —过多采用垫片较小偶然损伤l提供—检查通道和多传力途径l采用—良好断裂阻抗材料l避免—将重要结构暴露在经常发生偶然损伤的地方较大偶然损伤（离散源损伤）l提供—多传力途径l采用—良好断裂阻抗材料l避免—在已知易发生损伤的区域布置关键元件、部件或系统疲劳裂纹l提供—检查通道 —多传力途径 —协调的疲劳品质和应力水平l采用—良好断裂阻抗材料 —便于检查的设计l避免—不易检查的隐藏细节 —过量使用密封胶或保护层防碍目视检查目前，老龄化飞机越来越多，如何保持老龄飞机的结构完整性，是这些飞机继续安全飞行成为了近十年来航空界的重点研究的问题，美国在80年代组织了由制造厂家、航空公司、研究机构、行业协会和立法机构在内的数百名专家进行研究，该组织初称为老龄飞机专题工作队，后来又更名为适航性评估工作组（AAWG）。在评估组下面有三个结构工作组，分别专题研究波音、麦道和其他公司制造的飞机。通过十多年的努力，该组织取得了巨大成绩，提出了老龄飞机结构完整性要求，又称老龄飞机大纲，更加突出了飞机结构安全性的要求。他们从六个方面提出建议，前面四个建议已经被做为试航指令颁发，这六个方面如下：（1）制定各型飞机的腐蚀防护和控制大纲（CPCP）,并推荐执行；（2）评审颁发过的机型服务通告（SB），选择出对安全性有影响的通告，按照检查和改装分类，推荐执行；（3）评审飞机原有的补充结构检查文件（SSID），并提出改进建议；（4）评审广泛分布的疲劳损伤，补充SSID文件，推荐执行；（5）进行修理评估，推荐对修理过的结构或者STC结构项目进行检查评审；（6）评审基本维修大纲，制定各型飞机的特别文件（MSD）或者“结构维修大纲指。具体逻辑关系如下图所示：腐蚀预防和控制大纲（CPCP）在航空界的产生和发展，表明了航空界对于飞机结构腐蚀和防护方面的高度重视，也是飞机使用寿命新概念的重要的、不可替代的组成部分，良好的飞机机构腐蚀与防控，不仅仅能够确保飞机结构的安全性、完整性，而且可以大大提高飞机的经济性，实现飞机使用寿命远远超过设计使用寿命。
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