某型无人机机腹积水的分析与排除

聂凯元 裴志强 曾傑

摘 要：某型无人机外场停放过程中，在雨后机身腹部蒙皮内发现大量积水，在热蒸发下水汽到达机身各个部位再次凝结造成多个产品进水，若不及时处理，极易发生各种故障。针对这一现象，经对蒙布及机体堵塞分析原因，最终定位出现积水原因，提出了解决方案并验证其有效性。

关键词：积水;机腹;进气道;蒙布

1 故障描述

某型无人机在外场进行短时停放，机体已经安装了进气道、发动机尾喷口堵塞保护和全机蒙布防护，在阵雨过后检查发现无人机机腹的蒙皮内存有大量积水，在太阳照射下水蒸汽已经随无人机机体的空隙到达全机身的各个位置并凝结水滴。若不对积水原因进行分析排除，必然导致各种事故的发生，从而会对无人机带来不可估量的影响。

2 原理分析

无人机在地面停放过程中，需要对无人机进行防护。进气道唇口和发动机尾喷口需要使用专用的堵塞进行防护，防止鸟或者沙尘杂物进入进气道，在发动机高速旋转时打坏发动机叶片。无人机整体需要蒙布全方位进行遮盖防护，可以有效地防风防雨防日晒。

进气道唇口和尾喷口堵塞是由高弹填充物外面包覆织物组成。挤压后与飞机进气道唇口和尾喷口紧密过盈压配合，挤压后的形状与进气道唇口和尾喷口外形一致。可以对无人机内部形成有效地防护。

无人机蒙布外形与机体、放电刷及各天线匹配。蒙布不是一个整体，而是由多个蒙布拼接而成，蒙布与蒙布之间用魔术贴粘连，覆盖到全机身，由绑带固定在机体表面。安装拆卸操作简单快速，安装后贴合机体外形，可以防止风吹日晒雨淋，保证涂层及无人机蒙皮寿命。

无人机机体内之间有空隙，雨水进入机体后会汇集到机身低处，在机腹蒙皮造成大量积水，在打开机腹蒙皮后，可以看到在蒙皮上存积了大量的雨水，积水在温度上升后形成的水蒸汽顺着机体内空隙到达机体每个角落，再次凝成水滴。

机翼翼尖航行灯灯罩可以明显看到水珠凝结，影响航行灯的亮度，机头的摄像头会产生雾化，影响摄像的清晰度，严重时直接白茫茫一片，完全无法使用。机体各产品及電缆也收到不同程度的影响。还有多项产品报故，经分析是均受到水汽影响。

3 问题分析

在积水的蒙皮那开始查找雨水汇集的源头，分析有两个可能的地方，一个是进气道唇口进入流经发动机舱最后汇集到机体腹部，一个是尾喷口进入流经发动机舱最后汇集到机体腹部。由于无人机在机腹积水不是单一偶发现象，而是只要有雨就会出现积水的批次性现象。所以应该是从蒙布和堵塞等分析共有的问题。

3.1 堵塞问题分析

1）经现场逐个检查发现尾喷口堵塞和尾喷口之间存在断续的长度不到20 mm左右肉眼可见的缝隙。经分析是因为尾喷口平面比较大，堵塞又比较薄，在长时间使用后高弹填充物存在轻微的型变，造成堵塞和尾喷口之间贴合不严密，雨水会顺着缝隙进入机体内部，最终汇聚到机腹蒙皮内。

2）经检查发现进气道唇口堵塞和进气道唇口贴合比较严密。在雨后取下进气道唇口堵塞发现堵塞有吸水，用力挤压堵塞可以挤出水来，虽然不是特别严重但是考虑长时间堵塞吸水也可能会造成渗漏的问题。

3.2 蒙布问题分析

蒙布是防水防雨防日晒的，经现场逐个检查分析，在机体背部的各天线处、V尾上的放电刷等尖锐凸起等部位检查没有发现蒙布破损或漏水现象，在蒙布本身和蒙布之间连接处也没有发现有透光透风等现象，在机身下部蒙布是用绑带捆绑固定的，存在一定的空隙，但是日照和雨淋可以防护的很好，而且万一进水还能有效地流出不产生积水。在淋雨时钻进蒙布内检查发现蒙布和蒙布连接处的魔术贴部位会出现渗水，蒙布上的针眼会渗水。虽然渗水量不大，但是多个地方汇集最终会出现雨水渗漏到机体表面的现象。

4 问题排除

4.1 堵塞问题排除

针对以上故障树及原因分析，开展了如下工作。

1）高弹填充物的堵塞和无人机机体存在过盈压配合，但是如果高弹填充物压缩过大会对无人机壳体存在应力，长时间应力过大有可能会造成壳体变形，如果使用的堵盖材质太硬的话会影响复合材质的寿命。所以把尾喷口堵塞加厚并做成梯型可以解决尾喷口和堵塞间存在缝隙的问题。

2）将所有高弹填充物外包裹的织物换成防水织物，就可以有效地避免渗漏问题。

4.2 蒙布问题排除

针对以上故障树及原因分析，开展了如下工作。

蒙布要求使用安全便捷、封严性高，防风防雨防日晒，由于机体过大，蒙布不能使用一整块。如果使用一整块蒙布，一是操作复杂，二是容易挂坏天线、放电刷和蒙布，三是无法保证蒙布和机体壳体之间的绷紧度，织物本身受气动拍打、震颤运动而导致蒙皮损坏。

所以在保证不对现在蒙布布局改变的情况下对蒙布进行修补，一是在蒙布和蒙布连接处加大搭接覆盖面积可以有效地避免魔术贴和针眼与雨水直接接触，从而避免渗漏。二是使用防雨防水胶水涂抹针眼位置，保证雨水不会从针眼位置渗入。

4.3 蒙皮积水问题排除

在积水的蒙皮处，经过分析在蒙皮的低点开一个排水孔，用来保证即使有渗水的情况发生也不会在蒙皮处产生积水。

综上分析，从源头入手，蒙布、进气道和尾喷口的堵塞改进可以避免雨水渗漏的问题，蒙皮增加排水孔可以保证不出现积水的问题。最终可以避免水汽到达机体各处造成故障。

5 措施与结论

根据上述研究，制定以下措施：

1）与堵塞和蒙布制造厂联系，由厂家派人到现场进行改进，保证堵塞和蒙布能够起到防护作用，不出现渗水的问题。

2）由制造厂家派专业人员在机腹蒙皮处增加排水孔。

按照以上改进措施改进后，后续对无人机使用状态进行监测，使用状态反馈良好，没有发生由于积水问题引发的各项故障。

参考文献：

[1] 欧阳绍修，海军特种飞机结构腐蚀维护和修理指南 [J]航空工业出版社，2019，（4）。

[2]张建华，飞机结构战伤抢修 [J]国防工业出版社，2007，（1）。

作者简介：

聂凯元，工程师，从事飞机任务系统修理研究和现场处理工作。

（石家庄海山实业发展总公司，河北 石家庄 050208）