飞机整体油箱结构密封技术研究

陈颖 刘广鑫

摘 要 飞机整体油箱的密封技术、渗漏故障修复是飞机制造、维护、使用中的关键技术和难题。本文对飞机整体油箱的密封技术进行了分析研究，阐述了整体油箱不同结构形式的密封技术、密封检查技术及缺陷原因分析及修补方法等问题。

关键词 整体油箱;密封技术;密封检查;故障排除

引言

飞机整体油箱是利用飞机自身机体结构通过密封技术形成的油箱体。飞机整体油箱的设计可以大大减轻飞机重量，同时，整体油箱的载油容积也远高于附加软油箱，从而提高飞机续航能力，提高飞机整体性能。飞机整体油箱的使用寿命对飞机整机寿命具有重要影响，飞机因油箱密封失效发生渗漏，对飞机的飞行安全也会造成一定的影响。油箱渗漏时对油箱的密封修复难度大，且很难实现全面修复，仅能进行局部修补，因此对飞机整体油箱密封技术进行研究，提高飞机整体油箱的密封性能具有重要意义。

1飞机整体油箱结构密封工艺流程

飞机整体油箱装配制造主要包括：零件预装（定位、修配、制孔、去毛刺）→涂胶（密封材料制备、零件表面除油、紧固件除油）→密封装配→加温硫化→清洗→密封检查等。密封技术是飞机整体油箱制造技术的关键技术[1]。

2飞机整体油箱结构密封技术

飞机整体油箱大致分为机翼整体油箱和机身整体油箱两类，其结构设计形式大体一致，主要采用整体壁板、蒙皮、长桁、肋、腹板及口盖等结构形式。密封方法的选用，主要取决于整体油箱的结构形式，同时与密封材料的性能、装配工艺水平也密切相关。

2.1 油箱结构的密封

整体油箱多由整体壁板、蒙皮、长桁、肋、腹板等结构装配形成的箱体，各结构对接、搭接部位，零件间无法保证完全贴合且结构受力变形后，接触部位会产生间隙而泄漏。同时异种材料间由于电化学腐蚀可能导致燃油泄漏。对此类结构形式适合采用缝内密封方法保证结构密封。先在零件连接表面涂敷粘接底涂再刮涂密封剂，厚度0.5mm-0.8mm，涂敷的密封剂在零件贴合后要能从零件边缝处均匀挤出。在油箱区域，零件结合边缘处还会受到油压影响，导致边缘处易泄漏，对此类结构应增加缝外密封方法，即在零件贴合面的边缘，结构间隙等部位覆盖密封胶，并修整成斜角，用密封胶充分填充、覆盖结构连接区，使零件间绝缘并封闭，可避免腐蚀和燃油渗漏。

2.2 紧固件的密封

整体油箱各结构间的连接主要依靠紧固件来实现，紧固件需贯穿油箱内外来起到紧固连接作用，因此油箱区紧固件也是油箱密封的薄弱区域。使用普通铆钉铆接时，由于铆接后紧固件与钉孔会出现变形量不一致而导致间隙，因此需要对铆钉杆涂密封胶进行湿装配，铆接后，需在油箱内部对铆钉墩头或钉头进行表面密封，进一步防止铆钉与结构间间隙渗漏。即用刷涂型密封胶对需密封区域刷涂最少三层密封胶，使密封胶充分覆盖铆钉四周，保证密封性。若密封胶流淌性较强，也可采用点涂的方法进行表面密封，点涂法可以保证胶层厚度，密封效果好，但用量大，增加飞机重量。另外对于一些安装空间狭窄或者链接强度要求较高的部位，可使用带密封胶圈的螺栓或者密封托板螺母作为紧固件，干涉铆钉也是常用的具有密封效果的紧固件。装配后再配合使用表面密封法，能起到很好的密封作用。

2.3 油箱口盖的密封

飞机整体油箱口盖是油箱装配和维修的重要通道。由于口盖结构的特殊性且需经常拆卸，也是飞机整体油箱密封的重要环节。口盖根据所在部位及作用的不同，采取不同的密封方式。油箱口盖主要采用密封胶条的密封方式，即在口盖上设置沟槽，沟槽内安装密封材料，通过紧固件压紧口盖与口框，达到密封效果。采用密封胶垫或密封胶挤压密封的方法的口盖也较常见。密封胶垫法是在口盖和口框之间夹弹性密封胶垫保证密封性。口盖挤压密封是在口框上涂满配制的密封胶，通过口盖与口框挤压，形成密封胶层，此种密封方式工艺过程复杂，对密封环境、设备要求较高[2]。

3密封检测技术

油箱密封装配质量直接影响油箱结构密封性能。在完成结构密封装配并待密封剂硫化后，需对油箱进行密封性检查。油箱密封性检查按渗漏介质分为：气密试验、油密试验。

3.1 气密检查

传统方法是在密封装配区域均匀刷涂中性肥皂液，对油箱結构进行加压，检查有肥皂泡产生的缺陷部位。

3.2 油密检查

用浸有汽油的棉布对油箱表面除油，晾干后对油箱密封装配部位刷涂白垩涂料后，通过输油试验台向油箱舱内注满燃油后，静置、检查白垩涂料表面是否有渗漏;再充入压缩空气检查是否有渗漏。

3.3 氦质谱检漏技术

随着检漏技术的不断发展，氦质谱检漏技术已成为一种较成熟的检漏方法。用充气试验台向产品内充入一定量的氦气和空气，通过带罩盒的吸枪沿规定线路检测，根据设备提示情况确定渗漏。此种检测方法可以准确查找泄漏位置，测量泄漏漏率，具有技术先进、安全可靠、灵敏度高、检测精度高、重复性好、示踪介质无毒副作用等诸多优点[3]。

4渗漏故障排除

4.1 渗漏途径

气体、燃油的渗漏，一是沿着紧固件与其孔之间的缝隙泄漏;二是沿着零件之间的缝隙泄漏。渗漏途径在承压面的一段成为漏源，在承压面外侧一端成为漏点。

4.2 渗漏分析

外部漏点一般通过白垩试纸或肥皂泡可直观查找，内部漏源由于整体油箱结构复杂，在油压影响下，内部漏源查找仅通过油箱结构连接关系分析推测较难确定。应选择合理的检测仪器如氦/氢质谱检漏仪准确查找漏源，提高修复成功率。

4.3 渗漏排除

对任何渗漏应先分析渗漏原因，准确查找漏源。不应在外部漏点处直接涂覆密封胶进行修补，应针对漏源进行修补。可清除渗漏处密封胶重新进行密封操作，若原密封胶无法清除，可采用压力灌封法修补，对于较微小的渗漏也可采用稀胶刷涂或喷涂法进行修复。

5结束语

飞机整体油箱密封技术是保证飞机飞行安全，提高续航能力的重要因素，对整体油箱密封技术、检漏技术及渗漏修补技术进行分析研究，是提高整体油箱密封可靠性的重要手段。随着密封技术的逐渐成熟、新技术的发展以及密封材料的研究和发展，为改进油箱密封性能提供了新的途径。整体油箱的检漏和补漏技术也取得了显著的进展，大大提高了整体油箱密封的可靠性。

参考文献

[1] 范进步.飞机油箱密封检漏技术研究[J].装备制造技术，2018（9）： 191-194.

[2]《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册—结构设计[M].北京：航空工业出版社，2000：192.

[3] 杨爱清，罗俊，李晓青，等. 某型飞机整体油箱密封修理工艺研究[J].航空制造技术，2015（z2）：112-116.