波音和空客飛機(jī)雷達(dá)罩可允許損傷對比分析研究＊

王 軒，曹陽麗，孫廣先，王 敏，鄭亦媚

（1.中國民航大學(xué) 航空工程學(xué)院，天津 300300；2.中國航空工業(yè)集團(tuán)公司濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所 高性能電磁窗航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250023）

由于復(fù)合材料及其夾層結(jié)構(gòu)具有高的比強(qiáng)度、高的比剛度和良好的透波性能[1-2]，成為機(jī)載雷達(dá)罩的首選材料[3-6]。雷達(dá)罩可允許損傷限制是雷達(dá)罩修理容限的下限[7-8]，是飛機(jī)SRM或CMM手冊中雷達(dá)罩章節(jié)中的重要內(nèi)容，也是滿足飛機(jī)結(jié)構(gòu)持續(xù)適航文件要求的必要條件[9-11]，同時(shí)，還是制造出的飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件能否通過驗(yàn)收的重要依據(jù)。研究可允許損傷限制及其修整措施對于國產(chǎn)飛機(jī)雷達(dá)罩制訂維修手冊等持續(xù)適航文件，及使用維護(hù)人員科學(xué)正確處理雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)損傷或缺陷具有重要的工程價(jià)值。借鑒波音和空客飛機(jī)維修手冊中關(guān)于雷達(dá)罩可允許損傷相關(guān)規(guī)定，可為國產(chǎn)飛機(jī)雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)可允許損傷相關(guān)規(guī)定的制訂提供參考。

本文對比了波音和空客飛機(jī)主要機(jī)型（B737NG、B747、B757、B767、B777、B787、A320、A330、A380）的維修手冊中有關(guān)雷達(dá)罩可允許損傷的內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上分析波音和空客飛機(jī)對雷達(dá)罩可允許損傷有關(guān)定義和描述的差異和共同點(diǎn)，最后給出了制訂國產(chǎn)飛機(jī)雷達(dá)罩可允許損傷限制和相應(yīng)修整措施的建議。

1 損傷的定義

波音和空客飛機(jī)定義損傷時(shí)，都是指材料的橫截面積變化和部件的永久變形。

波音飛機(jī)將損傷分成3種，即可允許損傷、可修理損傷和不可修理損傷?？湛惋w機(jī)則將損傷分成2大類，即可修理損傷和不可修理損傷，其中，可修理損傷再分為可允許損傷和不可允許損傷。

2 損傷類型

波音和空客飛機(jī)對常見的表面損傷類型，比如磨損、腐蝕、裂紋、分層、凹坑、脫膠、刮擦、刻痕、凹槽和穿刺等均給出了定義，此外，空客飛機(jī)還給出了諸如痕跡、扭曲、褶皺、微動(dòng)磨損、壓痕、燒痕和凸起等損傷類型的定義。波音飛機(jī)則沒有定義上述損傷類型，除了波音787定義了起皺和熱損傷外，其他波音機(jī)型則沒有相關(guān)定義。

3 雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)型式和材料體系

飛機(jī)雷達(dá)罩通常安裝在飛機(jī)的正前方，且滿足機(jī)身前端氣動(dòng)特性。雷達(dá)罩外殼一般為三明治夾層結(jié)構(gòu)，蒙皮一般使用石英纖維或者玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基材料，中間夾層一般采用芳綸紙或玻璃纖維蜂窩夾芯材料。

4 雷達(dá)罩可允許損傷限制

對于可允許損傷限制[12]，波音和空客飛機(jī)對裂紋、凹槽等損傷采用了不同的尺寸描述方法。波音飛機(jī)主要通過長寬深3個(gè)維度來表現(xiàn)損傷限制尺寸[13]，此外，波音787還對雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分區(qū)，不同分區(qū)的可允許損傷限制值也差異?？湛惋w機(jī)則主要通過損傷區(qū)域的面積和直徑來表現(xiàn)損傷限制尺寸，而對于空客A330機(jī)型，雷達(dá)罩材料體系不同，可允許損傷限制值不同。由對比可知，空客飛機(jī)對可允許損傷限制值的定義簡單，比如磨損、擦傷僅限蒙皮第一層纖維，而波音飛機(jī)對每個(gè)損傷的可允許限制值的定義更加詳細(xì)。

5 雷達(dá)罩可允許損傷修整

對于雷達(dá)罩可允許損傷的修整，空客飛機(jī)針對不同的損傷類型和對應(yīng)損傷尺寸大小，采用臨時(shí)性措施（比如使用膠帶和聚氨酯丙烯酸酯膠黏劑）或永久性措施（比如使用糊狀黏結(jié)劑）進(jìn)行修整[14]。此外，空客飛機(jī)除了對雷達(dá)罩外殼、導(dǎo)電條、鎖緊手柄等部位進(jìn)行檢查處理外，還著重考慮了不同損傷區(qū)域與不同修理區(qū)域間的距離，并根據(jù)距離采取不同的修整措施[15]。對于空客A330機(jī)型，雷達(dá)罩的材料體系不同，損傷檢查和修整方式也存在差別。

《波音飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊》中，對刻痕、刮擦、凹槽等常見表面損傷的修整方式為：先打磨之后采用臨時(shí)密封或永久密封的方式修復(fù)表面損傷，以滿足飛行要求。波音飛機(jī)給出了裂紋損傷的修整措施，而空客飛機(jī)則沒有給出。波音飛機(jī)給出的裂紋損傷修整措施是：在裂紋終端0.254 cm處打1個(gè)直徑為0.635 cm的止裂孔。

6 總結(jié)與建議

結(jié)合國產(chǎn)飛機(jī)雷達(dá)罩材料體系和結(jié)構(gòu)型式的具體情況，在對雷達(dá)罩可允許損傷進(jìn)行分類時(shí)建議采用波音飛機(jī)的分類方式，與國內(nèi)相關(guān)定義一致[7][13][15]。對于損傷類型，波音飛機(jī)比空客飛機(jī)的定義更加全面，可更多參考波音飛機(jī)的相關(guān)損傷類型定義。對于可允許損傷限制，波音與空客飛機(jī)各有特點(diǎn)，在對損傷尺寸進(jìn)行定義時(shí)，使用長寬深3個(gè)維度進(jìn)行描述更加具體些。對于存在多個(gè)損傷區(qū)域的情況，可參考空客飛機(jī)關(guān)于損傷區(qū)域與修理區(qū)域間距離的劃分情況進(jìn)行定義。對于可允許損傷的修整措施，波音和空客飛機(jī)各自的處理方法不同，可分別研究驗(yàn)證。因?yàn)椴ㄒ麸w機(jī)對于一些常見的損傷，比如磨損、凹槽、分層和脫膠等給出的修整措施比較詳細(xì)，而且配有圖解，所以，在修整此類損傷時(shí)，可參考波音飛機(jī)。對于雷達(dá)罩導(dǎo)電條等一些特殊部位，空客飛機(jī)給出了比較全面的修整措施，在修整此類部位損傷時(shí)，建議參考空客飛機(jī)。通過對比、分析波音和空客飛機(jī)的可允許損傷，可為國產(chǎn)民用飛機(jī)雷達(dá)罩可允許損傷限制和相應(yīng)修整措施的制訂提供借鑒。

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