刘小明

(海军装备部，陕西 西安710089)

1 故障现象

某架飞机在进行第一次大修时，发现机身前段2框处，角撑上的Φ8mm托板螺帽处出现裂纹，发出拒收单进行处理，设计人员给出的处理方案是：在裂纹处钻Φ5mm的止裂孔，并在角撑背面铆接一个特制钣金件进行加强。10年后，该架飞机返厂进行第二次大修，在进行故障检查时，发现该部位的裂纹长度又增加了20mm。具体情况如图1所示。

图1 某架飞机故障情况实物照片

2 原因分析

经过调查，发现最近3年来大修的该型号5架飞机均存在同样的问题。在对产品的制造过程进行考查时，发现制造过程中工艺人员严格按照设计图纸编制了工艺规程，工人也严格按照图纸以及工艺规程进行了生产，生产过程不存在质量问题。询问主管工艺人员时，他们反映大修过的所有该型号飞机该部位几乎全部出现裂纹。因此，怀疑是结构形式设计本身存在缺陷[1]。于是，又对此处的结构形式进行了考查和分析，实物情况如图2所示。

图2 盖板背面

*注：图中盖板背面右边对应图纸上的Φ8mm托板螺帽；图中左上角为角撑，其背面已铆接了Φ8mm托板螺帽

飞机交付使用若干年后，返厂大修时，角撑上出现了裂纹(见图1)。为什么会出现这样的现象呢？通过在生产现场进行试装配和分析，发现角撑与上方盖板之间有2mm左右间隙，盖板上表面拧上螺丝时，由于角撑与盖板不贴合，从而角撑受拉变形，静止不动时，角撑不会裂纹，而飞机进行一段时间的飞行后，由于飞行震动，当角撑结构所受疲劳损伤积累到一定限度时，造成撕裂[2]。

通过以上分析，可以得出结论——角撑裂纹是由于结构形式本身的缺陷造成的。

3 问题的解决

得出结论后，军代表与设计人员进行了沟通，并向设计提出建议，希望进行更改，将原来铆在角撑上的托板螺帽直接铆在盖板上，相应去掉角撑上与托板螺帽相干涉的部位。这样一来，拧上螺丝时，角撑就不会受到拉力而变形。根据此处受力形式分析，去掉角撑上与托板螺帽相碰的部位不会影响强度。

设计人员接受了建议，并发出了更改单，从正在进行生产的某架飞机起开始进行了更改。至此，这架飞机起，所有的该型号飞机都不会再有这样的问题出现。对于今后的大修飞机也采取同样的处理方法解决，而不是简单地钻制止裂孔并加强角撑，这样就从根本上解决了问题[3]。

4 故障危害及故障解决后收到的效果

角撑上连接的是瞄准器、稳定器及其支架，价值5万多元，角撑裂纹发展下去引起断裂会导致瞄准器稳定器连接不可靠，从而损坏稳定器。角撑前方就是机身前段主承力加强框——2框，2框下半框口框零件就价值2万多元，此处受力形式为拉应力，且应力较大，角撑裂纹会直接导致长桁裂纹，从而导致应力失效，引起加强框的损坏，加强框前方连接着机头罩，仅机头罩上的玻璃零件就价值20多万元，这些都是可以计算出的价值。瞄准器稳定器需要固定可靠才能满足精度要求，而该故障发展下去造成瞄准器稳定器精度偏差，从而影响轰炸精度，这在战斗中就会造成极大的危害。机身前段为气密座舱，其中有4名空勤人员，结构损坏造成漏气直接影响空勤人员人身安全。

且该型号飞机主要在高温、高湿、高盐的环境下服役，机体腐蚀现象普遍存在，因此该故障所带来的危害就更加值得引起关注。该问题解决后，随后投产的几十架该型号飞机就不再存在这种事故隐患，而陆续面临大修的几十架飞机都可以在第一次大修时彻底解决这个问题，避免问题恶化。因此该问题的解决具有很重要的现实意义[4]。

5 结语

“实践是检验真理的唯一标准。”而对于航空产品来说，使用是检验设计、制造是否合理的最主要的手段[5]。例如，本文中提到的问题在飞机刚制造出来的时候是不会暴露的，而是经过若干时间的使用后才会出现。因此，对大修飞机进行全面的检查时，发现故障，尤其是发现出现频率较高的故障时，一定要认真分析原因，判断其是否属于设计问题，若是设计问题，就要督促设计人员进行改进，再贯彻到修理及今后的制造过程中。具体做法流程可用图3直观地表示出来[6]。

图3 从大修飞机出现的故障对飞机设计进行改进流程图

通过对这个具体故障的解决，我们可以得到一点重要的启示，那就是军代表在处理大修产品的故障时，不能仅仅就事论事，将故障排除就算万事大吉，应该对故障进行全面分析，找到引起故障的根本原因，并合理地将其解决。解决的方法可能并不复杂，关键是要敢于较真，分析问题要细致、严谨，真正抓住问题的根本所在，这样就能对后续产品的设计、制造起到积极的指导作用，从源头上避免一些故障的发生。因此，通过对大修飞机出现的故障进行严密的分析，从而发现设计、制造环节中的不合理之处，并进行改进，是不断提高飞机性能及质量的重要手段之一[7]。

[1] 潘龙社. 谈谈飞机结构的抗疲劳细节设计[J]. 中国新技术新产品,2014(1):136-137.

[2] 李强. 民用飞机疲劳试验机结构制造偏离分析研究[J]. 民用飞机设计与研究,2010(1):24-28.

[3] 沈培良.选择性加强结构在飞机结构设计中的应用[J]. 科学技术与工程,2012(21):5404-5407.

[4] 谢曦鹏.飞机维修的理念及技术方法探讨[J]. 河南科技,2013(19):103.

[5] 杨昇.飞机维修技术探析[J]. 科技资讯,2013(33):59.

[6] 李安京.飞机维修[J]. 航空维修与工程,2007(5):4-5.

[7] 伍建.浅谈民航飞机维修技术方法[J]. 技术与市场,2011(4):29-31.