浅谈Cessna 172R飞机机翼变形的典型修理方法

龙小辉

摘 要：该文对机翼损伤区域的修理方式，提出了科学合理的方法。前梁外段变形采用切割拼接的方式进行修复；前梁内段变形采用更换机翼方式来恢复其适航性。

关键词：变形 拼接 扭曲度

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0072-02

2010年11月19日，一架Cessna 172R飞机在执行训练飞行时，因着陆滑行时偏离跑道，左机翼外侧触地，导致左机翼外段严重变形。机翼结构严重损伤，需要进行修理以恢复飞机的适航状态。自国内引进172飞机以来，国内通航企业已出现多起事故导致机翼外段受损。以前对于此类事故，都采取整体更换机翼方式进行修复。但是，无论从经济角度还是从时间角度来说，以换件方式进行修复都是不划算的。因此，对损伤机翼进行修复是最划算的。

1 机翼结构分析

机翼为张臂式上单翼。由前、后翼梁，结构油箱前梁，辅助梁，翼肋，桁条和蒙皮等构成。除通过连接螺栓与机身相连外，左右两侧机翼还通过一根机翼斜撑杆与机身相连接。前梁装有机翼支柱连接接头，后梁装有机翼机身连接接头[1]。机翼内部结构包括前翼梁、燃油箱前梁、后翼梁以及连接副翼区域的辅助梁。翼梁截面形状为工字形，主要用来承受弯矩和剪力。翼肋包括普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来构成机翼并保持翼型，支撑蒙皮和翼梁以提高其稳定性，将蒙皮传来的局部气动载荷传递给翼梁，而把局部气动载荷产生的扭矩通过铆钉以剪流的形式传递给蒙皮。加强翼肋不仅需要承受上述载荷，还要承受和传递较大的集中载荷[2]。机翼站位和内部结构详见图1。

2 机翼损伤情况和修理方法分析

该机机翼是因外侧触地，致使机翼外段产生严重变形。通过图1，2，3对比可以看出，机翼损伤区域处在WS 172-WS 208之间。而在这个区域，机翼内部结构比较简单，前部是一段中间缕空的前梁，前梁前后分别是普通翼肋、桁条和蒙皮来构成机翼外形。因此，对于这种损伤情况是可以修复的，根据单发飞机结构修理手册规定，损伤变形的普通翼肋、桁条和蒙皮都可以只是需要注意的是，切割拼接区域应位于翼肋处，以便于修理、接缝和铆接。

对于前梁外段变形的修理，也是需要采用切割拼接的方式进行修复，所不同的是，需要自制新的前梁外段，自制件的材料应与原前梁材料相同，且尺寸和热处理方式也必须一致，以保证自制前梁的强度能够满足要求。因此，应使用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作前梁外段。通常采用等强度修理原则进行修理，切割拼接的修理方式能够确保修理后的大梁满足等强度要求。为了达到这个目的，拼接板和加强角铝条也应采用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作[3]。

对于前梁内段变形的修理，由于该区域结构复杂较多，且位于油箱区域，施工难度高，施工定位和油箱的密封都非常困难，而且没有制造厂的专用工装夹具，是无法保证修理质量的。无经济角度看，需要更换机翼近80%的零部件，航材费用和工时费极高，通常会超出购置全新机翼的费用。因此，无论从经济角度还是从实际施工角度来说，进行修理都是不划算的。建议整体更换受损的机翼。

3 机翼扭曲度检查

前梁外段变形的修理，通常采用切割拼接的方式进行修复。由于机翼外段有一定的扭曲度，在修理过程中，必须对机翼的扭曲度进行检查和校准[3]。如果不进行检查和校准工作，机翼扭曲度将发生改变，装上飞机进行飞行时，其左右机翼产生的升力不一致，会导致飞机飞行性能变差，严重时飞机有失控的危险。因此，对机翼进行扭曲度检查和校准是非常关键的一项工作，它决定了修理工作的成败。

应严格按照下列步骤进行扭曲度检查和校准[3]：

3.1 标记机翼站位参考点

（1）在WS 39.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7mm）处作标记。

（2）在WS 100.50站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

（3）在WS 207.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

3.2 在每个站位测量机翼扭曲度

注意：在完成下列程序时，测量器具应尽可能远离机翼上的凹凸区域。

（1）在WS 39.00站位。

①磨制2英寸的螺栓A，1英寸的螺栓B。将螺栓A、B放在直尺上边，彼此相距29.50英寸，用胶带固定螺栓。

②将分度规固定在直尺下方。

③直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

④调整分度规使气泡处于中间位置，锁定分度规保持读数。

（2）在WS 100.50站位

①直尺与机翼站位保持平行。

②螺栓A置于标记上。分度规紧贴直尺下边缘，检查确认分度规上的气泡应在中间位置。

（3）在WS 207.00站位

①从直尺上取下螺栓A。另外磨制0.45英寸的螺栓A。将螺栓A放在距离螺栓B 24.00英寸处，用胶带固定螺栓A。

②直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

③检查分度规上的气泡应在中间位置。如果扭曲度符合要求，则分度规上的读数应该是相同的（平行的）。

注释：测量螺栓头部和机翼下蒙皮表面之间允许有最大0.10英寸（2.54 mm）的间隙容差，如有必要，可以在测量螺栓和机翼下蒙皮表面之间放置厚度为0.10英寸（2.54 mm）的填隙片，以使分度规获得水平指示。

4 结语

飞机在使用过程中，出现的机翼损伤，极大部分出现机翼外段，对于这种典型损伤是可以修复的，从经济角度、时间角度和施工角度来说都是最划算的。而对于前梁内段变形损伤故障，建议不要进行修理，采用更换机翼方式来恢复其适航性。

参考文献

[1] CESSNA 172R型飞机机型培训教程[Z].

[2] CESSNA 172R Aircraft Maintenance Manual，2014：12-36.

[3] Single Engine Structural Repair Manual，2005.endprint

摘 要：该文对机翼损伤区域的修理方式，提出了科学合理的方法。前梁外段变形采用切割拼接的方式进行修复；前梁内段变形采用更换机翼方式来恢复其适航性。

关键词：变形 拼接 扭曲度

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0072-02

2010年11月19日，一架Cessna 172R飞机在执行训练飞行时，因着陆滑行时偏离跑道，左机翼外侧触地，导致左机翼外段严重变形。机翼结构严重损伤，需要进行修理以恢复飞机的适航状态。自国内引进172飞机以来，国内通航企业已出现多起事故导致机翼外段受损。以前对于此类事故，都采取整体更换机翼方式进行修复。但是，无论从经济角度还是从时间角度来说，以换件方式进行修复都是不划算的。因此，对损伤机翼进行修复是最划算的。

1 机翼结构分析

机翼为张臂式上单翼。由前、后翼梁，结构油箱前梁，辅助梁，翼肋，桁条和蒙皮等构成。除通过连接螺栓与机身相连外，左右两侧机翼还通过一根机翼斜撑杆与机身相连接。前梁装有机翼支柱连接接头，后梁装有机翼机身连接接头[1]。机翼内部结构包括前翼梁、燃油箱前梁、后翼梁以及连接副翼区域的辅助梁。翼梁截面形状为工字形，主要用来承受弯矩和剪力。翼肋包括普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来构成机翼并保持翼型，支撑蒙皮和翼梁以提高其稳定性，将蒙皮传来的局部气动载荷传递给翼梁，而把局部气动载荷产生的扭矩通过铆钉以剪流的形式传递给蒙皮。加强翼肋不仅需要承受上述载荷，还要承受和传递较大的集中载荷[2]。机翼站位和内部结构详见图1。

2 机翼损伤情况和修理方法分析

该机机翼是因外侧触地，致使机翼外段产生严重变形。通过图1，2，3对比可以看出，机翼损伤区域处在WS 172-WS 208之间。而在这个区域，机翼内部结构比较简单，前部是一段中间缕空的前梁，前梁前后分别是普通翼肋、桁条和蒙皮来构成机翼外形。因此，对于这种损伤情况是可以修复的，根据单发飞机结构修理手册规定，损伤变形的普通翼肋、桁条和蒙皮都可以只是需要注意的是，切割拼接区域应位于翼肋处，以便于修理、接缝和铆接。

对于前梁外段变形的修理，也是需要采用切割拼接的方式进行修复，所不同的是，需要自制新的前梁外段，自制件的材料应与原前梁材料相同，且尺寸和热处理方式也必须一致，以保证自制前梁的强度能够满足要求。因此，应使用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作前梁外段。通常采用等强度修理原则进行修理，切割拼接的修理方式能够确保修理后的大梁满足等强度要求。为了达到这个目的，拼接板和加强角铝条也应采用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作[3]。

对于前梁内段变形的修理，由于该区域结构复杂较多，且位于油箱区域，施工难度高，施工定位和油箱的密封都非常困难，而且没有制造厂的专用工装夹具，是无法保证修理质量的。无经济角度看，需要更换机翼近80%的零部件，航材费用和工时费极高，通常会超出购置全新机翼的费用。因此，无论从经济角度还是从实际施工角度来说，进行修理都是不划算的。建议整体更换受损的机翼。

3 机翼扭曲度检查

前梁外段变形的修理，通常采用切割拼接的方式进行修复。由于机翼外段有一定的扭曲度，在修理过程中，必须对机翼的扭曲度进行检查和校准[3]。如果不进行检查和校准工作，机翼扭曲度将发生改变，装上飞机进行飞行时，其左右机翼产生的升力不一致，会导致飞机飞行性能变差，严重时飞机有失控的危险。因此，对机翼进行扭曲度检查和校准是非常关键的一项工作，它决定了修理工作的成败。

应严格按照下列步骤进行扭曲度检查和校准[3]：

3.1 标记机翼站位参考点

（1）在WS 39.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7mm）处作标记。

（2）在WS 100.50站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

（3）在WS 207.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

3.2 在每个站位测量机翼扭曲度

注意：在完成下列程序时，测量器具应尽可能远离机翼上的凹凸区域。

（1）在WS 39.00站位。

①磨制2英寸的螺栓A，1英寸的螺栓B。将螺栓A、B放在直尺上边，彼此相距29.50英寸，用胶带固定螺栓。

②将分度规固定在直尺下方。

③直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

④调整分度规使气泡处于中间位置，锁定分度规保持读数。

（2）在WS 100.50站位

①直尺与机翼站位保持平行。

②螺栓A置于标记上。分度规紧贴直尺下边缘，检查确认分度规上的气泡应在中间位置。

（3）在WS 207.00站位

①从直尺上取下螺栓A。另外磨制0.45英寸的螺栓A。将螺栓A放在距离螺栓B 24.00英寸处，用胶带固定螺栓A。

②直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

③检查分度规上的气泡应在中间位置。如果扭曲度符合要求，则分度规上的读数应该是相同的（平行的）。

注释：测量螺栓头部和机翼下蒙皮表面之间允许有最大0.10英寸（2.54 mm）的间隙容差，如有必要，可以在测量螺栓和机翼下蒙皮表面之间放置厚度为0.10英寸（2.54 mm）的填隙片，以使分度规获得水平指示。

4 结语

飞机在使用过程中，出现的机翼损伤，极大部分出现机翼外段，对于这种典型损伤是可以修复的，从经济角度、时间角度和施工角度来说都是最划算的。而对于前梁内段变形损伤故障，建议不要进行修理，采用更换机翼方式来恢复其适航性。

参考文献

[1] CESSNA 172R型飞机机型培训教程[Z].

[2] CESSNA 172R Aircraft Maintenance Manual，2014：12-36.

[3] Single Engine Structural Repair Manual，2005.endprint

摘 要：该文对机翼损伤区域的修理方式，提出了科学合理的方法。前梁外段变形采用切割拼接的方式进行修复；前梁内段变形采用更换机翼方式来恢复其适航性。

关键词：变形 拼接 扭曲度

中图分类号：V267 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0072-02

2010年11月19日，一架Cessna 172R飞机在执行训练飞行时，因着陆滑行时偏离跑道，左机翼外侧触地，导致左机翼外段严重变形。机翼结构严重损伤，需要进行修理以恢复飞机的适航状态。自国内引进172飞机以来，国内通航企业已出现多起事故导致机翼外段受损。以前对于此类事故，都采取整体更换机翼方式进行修复。但是，无论从经济角度还是从时间角度来说，以换件方式进行修复都是不划算的。因此，对损伤机翼进行修复是最划算的。

1 机翼结构分析

机翼为张臂式上单翼。由前、后翼梁，结构油箱前梁，辅助梁，翼肋，桁条和蒙皮等构成。除通过连接螺栓与机身相连外，左右两侧机翼还通过一根机翼斜撑杆与机身相连接。前梁装有机翼支柱连接接头，后梁装有机翼机身连接接头[1]。机翼内部结构包括前翼梁、燃油箱前梁、后翼梁以及连接副翼区域的辅助梁。翼梁截面形状为工字形，主要用来承受弯矩和剪力。翼肋包括普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来构成机翼并保持翼型，支撑蒙皮和翼梁以提高其稳定性，将蒙皮传来的局部气动载荷传递给翼梁，而把局部气动载荷产生的扭矩通过铆钉以剪流的形式传递给蒙皮。加强翼肋不仅需要承受上述载荷，还要承受和传递较大的集中载荷[2]。机翼站位和内部结构详见图1。

2 机翼损伤情况和修理方法分析

该机机翼是因外侧触地，致使机翼外段产生严重变形。通过图1，2，3对比可以看出，机翼损伤区域处在WS 172-WS 208之间。而在这个区域，机翼内部结构比较简单，前部是一段中间缕空的前梁，前梁前后分别是普通翼肋、桁条和蒙皮来构成机翼外形。因此，对于这种损伤情况是可以修复的，根据单发飞机结构修理手册规定，损伤变形的普通翼肋、桁条和蒙皮都可以只是需要注意的是，切割拼接区域应位于翼肋处，以便于修理、接缝和铆接。

对于前梁外段变形的修理，也是需要采用切割拼接的方式进行修复，所不同的是，需要自制新的前梁外段，自制件的材料应与原前梁材料相同，且尺寸和热处理方式也必须一致，以保证自制前梁的强度能够满足要求。因此，应使用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作前梁外段。通常采用等强度修理原则进行修理，切割拼接的修理方式能够确保修理后的大梁满足等强度要求。为了达到这个目的，拼接板和加强角铝条也应采用0.063inch的2024-T3 ALCLAD板料制作[3]。

对于前梁内段变形的修理，由于该区域结构复杂较多，且位于油箱区域，施工难度高，施工定位和油箱的密封都非常困难，而且没有制造厂的专用工装夹具，是无法保证修理质量的。无经济角度看，需要更换机翼近80%的零部件，航材费用和工时费极高，通常会超出购置全新机翼的费用。因此，无论从经济角度还是从实际施工角度来说，进行修理都是不划算的。建议整体更换受损的机翼。

3 机翼扭曲度检查

前梁外段变形的修理，通常采用切割拼接的方式进行修复。由于机翼外段有一定的扭曲度，在修理过程中，必须对机翼的扭曲度进行检查和校准[3]。如果不进行检查和校准工作，机翼扭曲度将发生改变，装上飞机进行飞行时，其左右机翼产生的升力不一致，会导致飞机飞行性能变差，严重时飞机有失控的危险。因此，对机翼进行扭曲度检查和校准是非常关键的一项工作，它决定了修理工作的成败。

应严格按照下列步骤进行扭曲度检查和校准[3]：

3.1 标记机翼站位参考点

（1）在WS 39.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7mm）处作标记。

（2）在WS 100.50站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

（3）在WS 207.00站位处，使用标记笔在左机翼前翼梁下缘条横排铆钉后面大约0.50英寸（12.7 mm）处作标记。

3.2 在每个站位测量机翼扭曲度

注意：在完成下列程序时，测量器具应尽可能远离机翼上的凹凸区域。

（1）在WS 39.00站位。

①磨制2英寸的螺栓A，1英寸的螺栓B。将螺栓A、B放在直尺上边，彼此相距29.50英寸，用胶带固定螺栓。

②将分度规固定在直尺下方。

③直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

④调整分度规使气泡处于中间位置，锁定分度规保持读数。

（2）在WS 100.50站位

①直尺与机翼站位保持平行。

②螺栓A置于标记上。分度规紧贴直尺下边缘，检查确认分度规上的气泡应在中间位置。

（3）在WS 207.00站位

①从直尺上取下螺栓A。另外磨制0.45英寸的螺栓A。将螺栓A放在距离螺栓B 24.00英寸处，用胶带固定螺栓A。

②直尺与机翼站位保持平行，螺栓A置于标记上。

③检查分度规上的气泡应在中间位置。如果扭曲度符合要求，则分度规上的读数应该是相同的（平行的）。

注释：测量螺栓头部和机翼下蒙皮表面之间允许有最大0.10英寸（2.54 mm）的间隙容差，如有必要，可以在测量螺栓和机翼下蒙皮表面之间放置厚度为0.10英寸（2.54 mm）的填隙片，以使分度规获得水平指示。

4 结语

飞机在使用过程中，出现的机翼损伤，极大部分出现机翼外段，对于这种典型损伤是可以修复的，从经济角度、时间角度和施工角度来说都是最划算的。而对于前梁内段变形损伤故障，建议不要进行修理，采用更换机翼方式来恢复其适航性。

参考文献

[1] CESSNA 172R型飞机机型培训教程[Z].

[2] CESSNA 172R Aircraft Maintenance Manual，2014：12-36.

[3] Single Engine Structural Repair Manual，2005.endprint