波音737NG飛機(jī)貨艙門周圍蒙皮損傷小樣本分析

摘要：在結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)中，波音737NG飛機(jī)貨艙門周圍蒙皮沒有允許損傷標(biāo)準(zhǔn)?？毯?、劃傷、原有打磨、腐蝕、劃痕等缺陷多見于貨艙門附近機(jī)身蒙皮。結(jié)合多年來高級(jí)別定檢工作，本文對(duì)此處損傷進(jìn)行小樣本統(tǒng)計(jì)和分析，以增加業(yè)界對(duì)于此處蒙皮損傷的認(rèn)識(shí)和了解。

關(guān)鍵詞：貨艙門；開口；損傷；機(jī)身蒙皮；分析

Keywords：cargo door；cutout；damage；fuselage skin；analysis

0 引言

由于位置特殊，飛機(jī)貨艙門周圍機(jī)身蒙皮容易受到外來物損傷。損傷位置涵蓋前后門角周圍蒙皮、開口上下蒙皮以及前后方蒙皮處。如圖1所示，為了方便表述和統(tǒng)計(jì)，本文將貨艙門周圍蒙皮劃分為8個(gè)區(qū)域，以貨艙門開口為參照，8個(gè)區(qū)域分別是前下角、后下角、正下方、正前方、正后方、前上角、后上角和正上方。

波音737NG飛機(jī)貨艙門開口周圍蒙皮損傷自2014年開始出現(xiàn)，與我司開始該型飛機(jī)退租檢時(shí)間基本一致。本文統(tǒng)計(jì)了39份涉及貨艙門開口周圍蒙皮損傷的案例，雖然所涉及航空公司的運(yùn)營(yíng)環(huán)境不同，運(yùn)營(yíng)水平不同，但都有類似的損傷，這類問題有一定的共通性。

1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析

對(duì)幾年來的貨艙門周圍機(jī)身蒙皮損傷案例進(jìn)行了歸類統(tǒng)計(jì)，歸納類別包括損傷位置、損傷類型、處理方法、批準(zhǔn)表格以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

1.1 損傷位置

從數(shù)據(jù)上看，前后貨艙門周圍損傷基本上是同時(shí)發(fā)生的，這說明如果前貨艙門開口處機(jī)身蒙皮有了損傷，則后貨艙門開口處機(jī)身蒙皮很大可能也存在類似損傷。

由圖2所示統(tǒng)計(jì)餅圖可知前后貨艙門開口周圍機(jī)身蒙皮的損傷位置分布。前貨艙門和后貨艙門周圍的損傷主要存在于貨艙門開口周圍的前下角、后下角以及正下方這三個(gè)區(qū)域的機(jī)身蒙皮上，其他區(qū)域所占比例較小。

其中，貨艙門開口正下方機(jī)身蒙皮的損傷多為腐蝕和劃痕。作為隨機(jī)行李和貨物裝卸的主要物理位置，貨艙門周圍機(jī)身蒙皮容易受到磕碰和刮擦等外來沖擊。考慮到行李傳送車的高度，貨艙門下半部最容易遭受此類沖擊損傷。因此，這種損

傷分布特點(diǎn)符合飛機(jī)運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況。

1.2 損傷類型

貨艙門周圍機(jī)身蒙皮的損傷大多在退租檢期間發(fā)現(xiàn)。租機(jī)方或下家一般會(huì)要求整機(jī)褪漆，詳細(xì)檢查全部機(jī)身蒙皮。褪漆后，貨艙門周圍機(jī)身蒙皮的缺陷較明顯，損傷較容易發(fā)現(xiàn)。

由圖3、圖4的柱狀圖可知，前后貨艙門周圍機(jī)身蒙皮的損傷類型以及各種類型的比例也基本相同。這些位置的損傷多為外來?yè)p傷，如磕碰造成的刻痕、劃傷以及拆裝貨艙門門檻時(shí)使用鏟刀不當(dāng)造成的劃痕，腐蝕損傷所占比例較小。其中的打磨損傷一般為此前存在刻痕、劃傷等磕碰造成的損傷，打磨是對(duì)此類損傷的簡(jiǎn)單處理，在此也視為外來?yè)p傷。

這些損傷中的腐蝕損傷主要由雨水等腐蝕介質(zhì)進(jìn)入貨艙門門檻的螺絲孔造成。如前所述，這類損傷主要存在于貨艙門開口正下方的機(jī)身蒙皮上。貨艙門門檻為鋼件，機(jī)身蒙皮為鋁質(zhì)，兩種材料之間存在電位差，雨水等腐蝕介質(zhì)進(jìn)入后即形成腐蝕電池，進(jìn)而造成腐蝕。

1.3 處理方法

前貨艙門開口和后貨艙門開口周圍機(jī)身蒙皮修理所占的比例約為3：1，如圖4所示。雖然小樣本統(tǒng)計(jì)在數(shù)據(jù)方面缺少嚴(yán)謹(jǐn)性，但基本趨勢(shì)可以判斷。大多數(shù)情況下如損傷不太嚴(yán)重均可以接受現(xiàn)狀，只需按需更換受損緊固件并恢復(fù)相應(yīng)打磨區(qū)域的涂層即可。

這些修理案例主要存在于前后貨艙門開口前下角和后下角區(qū)域的機(jī)身蒙皮上。一般情況下，前后兩個(gè)門角處的機(jī)身蒙皮修理是獨(dú)立的，除非損傷同時(shí)存在于正下方區(qū)域，這時(shí)前后下門角處以及貨艙門正下方的機(jī)身蒙皮將整合為一個(gè)大的修理，即修理加強(qiáng)片覆蓋了前后下門角以及貨艙門開口正下方區(qū)域。

1.4 批準(zhǔn)表格

如果將RDR算在批準(zhǔn)表格內(nèi)，波音目前提供的批準(zhǔn)有RDR和FAA8100-9兩種。對(duì)于樣本內(nèi)前后貨艙門周圍蒙皮修理，波音提供的表格如圖5所示。其中，CAT A和CAT B都是FAA8100-9表格。CAT A類修理無后續(xù)補(bǔ)充檢查要求，只需繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有維修方案持續(xù)適航要求即可（如有）。

波音對(duì)于此位置的修理大多數(shù)提供的是FAA8100-9表格。RDR表格一般用來批準(zhǔn)非PSE結(jié)構(gòu)的MINOR修理。在本樣本中，使用RDR批準(zhǔn)的修理首先是損傷程度較輕、打磨可接受的，其次損傷區(qū)域基本都在貨艙門門檻安裝區(qū)域，且材料損失多數(shù)存在于螺絲孔附近的蒙皮上。

對(duì)于B類FAA8100-9批準(zhǔn)表格，后續(xù)會(huì)有持續(xù)適航的檢查要求。B類FAA8100-9批準(zhǔn)表格又分為三種情況：一是處于第一階段STG 1，只完成了靜強(qiáng)度分析，提供了包含損傷容限分析的新表格頒布計(jì)劃；二是處于第二階段STG 1 & 2，還未完成全部損傷容限分析，提供了檢查門檻值；三是處于第三階段STG1 & 2 & 3，完成了全部損傷容限分析，提供了檢查門檻值、檢查間隔和檢查方法。本樣本中B類FAA8100-9批準(zhǔn)表格三種情況的占比如圖6所示。波音對(duì)于大多數(shù)修理都可以提供明確了檢查門檻值的第二階段批準(zhǔn)，客戶可以將檢查門檻值納入持續(xù)適航監(jiān)控。

1.5 補(bǔ)充說明

本樣本中，對(duì)于A類修理，案例的原始厚度分別為0.090in和0.080in，最小剩余厚度為0.085in和0.072in。單從剩余厚度方面看，有些B類修理比上述兩個(gè)案例的剩余厚度還大卻沒有被批準(zhǔn)為A類修理，原因可能與最小剩余厚度的點(diǎn)數(shù)有關(guān)。這些A類修理雖然剩余厚度數(shù)值較小，但是由于點(diǎn)數(shù)較少，整體的材料損失量并不大。反之，B類型修理的最小剩余厚度雖然較大，但是這類厚度的面積較大，整體材料的損失量大于A類修理。

綜合處理方式、批準(zhǔn)表格、批準(zhǔn)階段以及前述分析，影響損傷處理方式和檢查要求的因素可歸納為三個(gè)方面：損傷總面積、損傷深度（以剩余厚度表征）以及薄弱點(diǎn)的分布是否在R角、門檻區(qū)域等。依據(jù)公式δ= F/A（δ應(yīng)力，F(xiàn)外載荷，A截面積），損傷總面積和損傷深度對(duì)截面積A有影響，損傷位置對(duì)許用應(yīng)力設(shè)計(jì)值δ有影響。

2 通用修理要求

本樣本中的修理方案包含損傷去除、部件制作、無損檢測(cè)、涂層施加、部件安裝等方面。雖然沒有完全一樣的損傷，每次的修理方案也存在或大或小的差異，但這幾方面的修理要求是通用的。

2.1 損傷去除

確保刻痕等損傷僅存在于機(jī)身蒙皮的外表面，且所有底層/相鄰結(jié)構(gòu)沒有損傷。損傷區(qū)域存在緊固件時(shí)，在打磨去除損傷之前先拆下緊固件。確保緊固件孔無變形、無損傷、孔徑符合要求。對(duì)于修理影響區(qū)域，做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，使其免受金屬屑、毛刺和任何其他外來物的影響。去除損傷時(shí)，最小打磨比例為20：1，最小槽底半徑為1in。打磨表面的粗糙度為Ra63或更好。

2.2 部件制作

修理加強(qiáng)片使用2024-T3包鋁板制作。保證修理加強(qiáng)片至少2D緊固件邊距。確保修理加強(qiáng)片最小內(nèi)角半徑為2.0in，最小外角半徑為0.5in。根據(jù)SRM 51-10-01中的要求，對(duì)厚度大于等于0.050in的外部修理加強(qiáng)片的邊緣進(jìn)行倒角。保證修理加強(qiáng)片所有切割表面的表面粗糙度為Ra63或更好。按照BAC 5300的要求預(yù)成形修理加強(qiáng)片，使其匹配原有機(jī)身蒙皮輪廓。

2.3 無損檢測(cè)

目視檢查修理區(qū)域范圍內(nèi)的所有相鄰結(jié)構(gòu)，以確保沒有其他損傷。依據(jù)737 NDT Manual Part 6，51-00-00，Procedure 23高頻渦流檢查打磨表面，以確保沒有裂紋。依據(jù)737 NDT Manual Part 6，53-30-00，Procedure 4，對(duì)拆除緊固件孔的埋頭窩執(zhí)行高頻渦流檢查，以確保沒有裂紋。依據(jù)737 NDT Manual Part 6，51-00-00，Procedure 16，選用0.03in刻槽試塊，高頻渦流檢查拆除緊固件孔孔壁，以確保沒有裂紋存在。

2.4 涂層要求

依據(jù)SOPM 20-43-03，對(duì)所有修理件以及修理區(qū)域結(jié)構(gòu)的裸鋁表面施加化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層。對(duì)于此處鋁合金材料，化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層一般是指阿洛丁1200S。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)SOPM 20-44-04再施加兩層BMS 10-79，Type III底漆。BMS10-79型底漆的作用是耐氣流沖蝕，一般用在飛機(jī)外部裸露金屬面上。

2.5 安裝要求

在原有緊固件的位置，緊固件孔直徑按需最大加大1/32in。在原有緊固件位置，保證最小1.7D緊固件邊距。在新緊固件位置，保證5D-6D緊固件間距和2D最小邊距。埋頭孔劃窩深度超過材料厚度的80%時(shí)，不要使用平頭緊固件。根據(jù)SRM 51-40-05，采用BMS 5-95密封劑，以過渡配合孔濕安裝所有高鎖螺栓。根據(jù)SRM 51-40-02，安裝所有鉚釘。在安裝緊固件之前，填平所有0.010～0.030in間隙。搭接接頭不允許使用填片。用BMS 5-95密封膠進(jìn)行部件接合面密封和填角密封。修理安裝完成后，按照SRM 51-20-01和BAC 5877在修理區(qū)域內(nèi)表面上涂抹BMS 3-23或等效緩蝕劑。

3 特殊要求

在貨艙門周圍機(jī)身蒙皮修理方案中，除了上述通用要求外還有一些特殊要求。這些特殊要求涉及構(gòu)型確認(rèn)、損傷去除、部件制作、無損檢測(cè)、緊固件安裝等方面。波音最終批準(zhǔn)的修理方案有時(shí)會(huì)添加特殊要求，作為通用要求的補(bǔ)充。

構(gòu)型方面，波音會(huì)要求確認(rèn)小翼的構(gòu)型，分為融合式翼梢小翼、分叉式翼梢小翼和無翼梢小翼。對(duì)于劃痕損傷的去除，依據(jù)737 NDT Manual（D6-37239），Part 4，51-00-00 Procedure 2或Procedure 3確認(rèn)劃痕打磨深度不超過10%。對(duì)于損傷位置存在緊固件且打磨深度超過0.01in的情況，需要對(duì)緊固件孔進(jìn)行端面銑，以獲得平面來安裝緊固件。修理加強(qiáng)片與貨艙門開口處平齊的邊緣不需要做倒角。對(duì)于原有打磨，有時(shí)要求依據(jù)SRM 51-10-07確認(rèn)包覆層是否打磨穿透。對(duì)于緊固件安裝，緊固件孔徑最大可以加大1/32in的要求不適用于雙面平緊固件。如果需要對(duì)雙面平緊固件孔加大，需要單獨(dú)聯(lián)系波音。

上述這些特殊要求在實(shí)際修理過程中基本不會(huì)出現(xiàn)偏離的情況。

4 結(jié)束語

前后貨艙門周圍蒙皮偶發(fā)損傷大部分情況下比較輕微。對(duì)于輕微損傷，按照SRM手冊(cè)順滑打磨均可接受，但由于損傷頻發(fā)而疊加累計(jì)，多次打磨之后可能造成損傷需要加強(qiáng)片修理。另外，修理過程中也可能出現(xiàn)緊固件靠近搭接帶、緊固件間距過大等偏離。作為隨機(jī)行李和貨物裝卸的高頻次影響區(qū)域，此處損傷很難避免，需做到早發(fā)現(xiàn)早處理，做好記錄，在一定程度上可以減輕退租轉(zhuǎn)租等環(huán)節(jié)的壓力。

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作者簡(jiǎn)介

周福偉，工程師，主要從事波音、空客、龐巴迪及國(guó)產(chǎn)民機(jī)定檢維修結(jié)構(gòu)技術(shù)支援工作。