某型飛機(jī)整體油箱滲漏分析及檢查

李澤園 楊士權(quán) 黎明中

中航通飛華南飛機(jī)工業(yè)有限公司 廣東 珠海 519040

引言

根據(jù)某型飛機(jī)的維修手冊(cè)中規(guī)定，在飛機(jī)機(jī)翼整體油箱發(fā)生滲漏時(shí)，需及時(shí)判斷滲漏情況并尋找漏點(diǎn)進(jìn)行維修補(bǔ)漏，當(dāng)滲漏超出維護(hù)說(shuō)明中規(guī)定允許泄漏量時(shí)則需立即停飛并開(kāi)展排故使飛機(jī)恢復(fù)至正常工作狀態(tài)。在飛機(jī)開(kāi)展試飛任務(wù)至今已多次發(fā)生由于整體油箱滲漏問(wèn)題導(dǎo)致延誤工作甚至停飛，影響了正常的試飛訓(xùn)練和飛行計(jì)劃，對(duì)地面維護(hù)人員和機(jī)務(wù)維修人員的工作也帶來(lái)了額外負(fù)擔(dān)。

飛機(jī)整體油箱位于飛機(jī)左、右機(jī)翼盒段，用于存放燃油供發(fā)動(dòng)機(jī)和APU輔助動(dòng)力裝置用，作為飛機(jī)整個(gè)燃油系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)之一，要求各整體油箱間完全密封互不串油，同時(shí)為對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供所需燃油。如果發(fā)生單一油箱滲漏事故，在飛行時(shí)由于油箱內(nèi)外的溫度變化和機(jī)翼的高頻率振動(dòng)，極有可能導(dǎo)致滲漏加速，致使左右油箱油量差異變大產(chǎn)生飛機(jī)左右不平衡、航程縮短甚至引發(fā)火災(zāi)等危害飛行安全的事故[1]。

1 整體油箱結(jié)構(gòu)及滲漏風(fēng)險(xiǎn)

圖1為某型飛機(jī)右機(jī)翼整體油箱結(jié)構(gòu)示意圖，整個(gè)油箱位于機(jī)翼盒段，由前梁、后梁、上下壁板、半密封肋和肋板組成。由于飛機(jī)使用環(huán)境的特殊性及載荷考慮，油箱用于維護(hù)檢修的口蓋位于上方，減少了下壁板可能存在的滲漏點(diǎn)，壁板和肋板，前后梁采用鉚釘鉚接，在油箱內(nèi)部均做封包處理，接合處涂有耐油密封膠，防止整體油箱漏油，在飛行過(guò)程中可通過(guò)單向閥實(shí)現(xiàn)交輸供油，用以平衡各油箱間的油量差值。單個(gè)油箱內(nèi)部設(shè)置半密封肋板，半密封肋底部則布置足夠數(shù)量的油箱隔板單向閥，這種設(shè)計(jì)既能保證油箱內(nèi)的油量消耗順序?yàn)閺耐庵羶?nèi)，又可以減少燃油伴隨飛機(jī)產(chǎn)生的晃動(dòng)。油箱外側(cè)設(shè)置了通氣油箱，可以讓溢出至油箱外的燃油通過(guò)單向止回閥回流，并為油箱內(nèi)通風(fēng)，減少燃油滲漏至機(jī)翼外的可能。

圖1 某型飛機(jī)右機(jī)翼油箱結(jié)構(gòu)示意圖

由于整體油箱相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不同區(qū)域采用不同的密封形式，通過(guò)對(duì)飛機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用及排故的經(jīng)驗(yàn)分析，總結(jié)出以下幾種滲漏多發(fā)的情形，現(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)總結(jié)并提出改進(jìn)意見(jiàn)。

1.1 連接處鉚釘滲漏

在油箱滲漏排故檢查時(shí)，大多處鉚釘滲漏情況都存在封包老化脫落現(xiàn)象，經(jīng)檢查多為所使用的密封劑未能與油箱金屬壁板完美貼合，在排除操作不合規(guī)等因素后，通過(guò)試驗(yàn)及分析得知原因有三，一是在裝配期間環(huán)境濕度偏高，過(guò)高的濕度既影響密封劑本身的固化，又會(huì)導(dǎo)致在密封膠和結(jié)構(gòu)連接后產(chǎn)生氣泡，降低了密封效果，故應(yīng)對(duì)應(yīng)增加密封膠的硫化時(shí)間。二是設(shè)計(jì)時(shí)密封定義不合理，未能考慮到油箱密閉環(huán)境內(nèi)狹小縫隙的操作難度，使得涂膠難度上升，薄厚不均，相同的固化時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完全干透。三是鉚釘布置距離過(guò)近，屬于冗余設(shè)計(jì)，小范圍的結(jié)構(gòu)鉆孔過(guò)多，例如機(jī)翼放油開(kāi)關(guān)部位如圖2，作為滲漏的多發(fā)區(qū)，應(yīng)考慮優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減少鉚釘數(shù)量并更改密封方式以減少在結(jié)構(gòu)的鉆孔，更有利于減少在飛行中由于震動(dòng)導(dǎo)致的松脫引發(fā)潛在的滲漏隱患[2]。

圖2 某型飛機(jī)機(jī)翼放油開(kāi)關(guān)安裝示意圖

1.2 密封橡膠圈滲漏

燃油箱邊界與油箱外界密封處的多采用橡膠墊圈封嚴(yán)，隨著時(shí)間推移，墊圈的壓緊會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，同時(shí)長(zhǎng)期處在惡劣的溫度及大氣環(huán)境中，橡膠的老化程度也有加速的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)長(zhǎng)期觀察各類(lèi)燃油滲漏點(diǎn)，橡膠墊圈出現(xiàn)皸裂，變形甚至失去彈性的情況比較常見(jiàn)，部分成品采用法蘭與橡膠墊圈硫化整合的方式導(dǎo)致更換難度大，在后續(xù)的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮分離，方便機(jī)務(wù)地勤人員檢查更換。在油箱供油管路與切斷閥，引射泵等成品連接處使用橡膠封圈較多，在膠圈窩的預(yù)留深度不合理的情況下也會(huì)導(dǎo)致燃油的滲漏，膠圈窩深度過(guò)淺會(huì)導(dǎo)致壓合過(guò)大膠圈變形，密封性受損，深度過(guò)大則無(wú)法使膠圈與緊固件緊密壓合，應(yīng)作為后續(xù)設(shè)計(jì)階段考量。

1.3 閥門(mén)開(kāi)合漏油

設(shè)計(jì)有通氣油箱的飛機(jī)，為了便于整體油箱與通氣油箱間燃油回流，通常會(huì)在密封油箱邊界底部布置單向止回閥，地面檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)通氣油箱有漏油現(xiàn)象，開(kāi)啟通氣油箱口蓋后發(fā)現(xiàn)單向止回閥處于打開(kāi)狀態(tài)，蓋板上翻無(wú)法復(fù)位，經(jīng)分析后查明原因?yàn)橛拖浼訅?4.2kPa時(shí)密封肋板左右壓力相同，在油箱內(nèi)部泄壓后通氣油箱氣壓相對(duì)更高，沖開(kāi)閥門(mén)所致，故在油箱邊界布置單向閥時(shí)應(yīng)選擇帶有限位結(jié)構(gòu)的閥門(mén)，如圖3所示，以便維護(hù)檢查。

圖3 某型飛機(jī)密封肋安裝油箱隔板單向閥

2 滲漏的檢測(cè)方法

整體油箱發(fā)生滲漏時(shí)，根據(jù)滲漏區(qū)域不同和現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境差異，需采用不同的排故方案，在整個(gè)過(guò)程中最重要的一環(huán)就是查找漏點(diǎn)，進(jìn)而檢查滲漏區(qū)域的面積和直徑，確定滲漏情況，不同的漏點(diǎn)和泄漏程度對(duì)應(yīng)不同的處理方案。

2.1 油密檢測(cè)

當(dāng)滲漏現(xiàn)象較為嚴(yán)重時(shí)，可以采用全機(jī)油箱油密檢測(cè)法來(lái)檢查漏點(diǎn)，將飛機(jī)推出機(jī)庫(kù)或廠房外，將所有油箱盡可能加至滿油（高溫和風(fēng)雨環(huán)境下可以在廠房或機(jī)庫(kù)內(nèi)操作），開(kāi)啟燃油切斷閥、抽油閥和各油箱間的交輸閥門(mén)，然后在前、后梁與壁板連接處，下壁板鉚接處及機(jī)翼放油開(kāi)關(guān)、安全活門(mén)等成品安裝處均勻涂抹滑石粉，在內(nèi)部燃油壓力作用下靜置觀察，直至洇滲油漬穩(wěn)定不再擴(kuò)大，據(jù)此判斷滲漏的范圍和程度。

2.2 氣密檢測(cè)

將所有油箱的燃油放空，采用工裝堵塞飛機(jī)NACA口和通氣安全活門(mén)，通過(guò)重力加油口組件向油箱內(nèi)加壓直至油箱內(nèi)壓力達(dá)到5kPa，根據(jù)漏點(diǎn)所在的大致區(qū)域噴涂檢測(cè)劑（如漏點(diǎn)在下壁板可用肥皂液代替），此方法可用于確定滲漏發(fā)生區(qū)域的準(zhǔn)確漏點(diǎn)。

2.3 抽氣檢測(cè)

當(dāng)?shù)孛嬗桶叽笾麓_定時(shí)，可用于快速檢查任一油箱局部的單一漏點(diǎn)，首先用地面放油放出單一油箱剩余燃油，然后擦拭浸漬區(qū)域，在整體油箱下壁板滲漏處扣上碗裝工裝，通過(guò)虹吸吸管或抽氣泵持續(xù)抽氣，觀察浸漬區(qū)域滲漏情況，確定滲漏源是鉚釘還是縫隙，此方式適用于外場(chǎng)簡(jiǎn)易排故。

3 判定標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)整體油箱發(fā)生滲漏時(shí)，飛機(jī)已交付使用并在外場(chǎng)執(zhí)行飛行任務(wù)，考慮到外場(chǎng)排故的技術(shù)手段和飛行任務(wù)的緊迫性，需要對(duì)滲漏的區(qū)域和嚴(yán)重性進(jìn)行區(qū)分，對(duì)于油氣淤積封閉區(qū)域如前后梁，通風(fēng)不暢的半封閉區(qū)后梁和通風(fēng)良好的下壁板應(yīng)采用不同的處理方式[3]。

將滲漏區(qū)域用棉布徹底擦干，持續(xù)觀察并記錄15min。若浸漬區(qū)域直徑不超過(guò)3cm可定義為輕度滲漏，若浸漬區(qū)域直徑不超過(guò)10cm可以定義為滲漏，若浸漬區(qū)域直徑大于10cm小于15cm且每分鐘滴落油滴不超過(guò)1滴則為嚴(yán)重滲漏，每分鐘滴落油滴超過(guò)1滴則需立即停飛排故修理，針對(duì)以上三種不同的滲漏情況的處理意見(jiàn)評(píng)估見(jiàn)表1。

表1 燃油分區(qū)域滲漏評(píng)估

在整體油箱發(fā)生輕微滲漏或嚴(yán)重滲漏進(jìn)行維修處理后需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行持續(xù)檢查，確保滲漏面積不會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，對(duì)于前緣等封閉區(qū)域應(yīng)在每次地勤檢查時(shí)仔細(xì)檢查是否有滲漏現(xiàn)象，防止燃油蒸汽淤積引發(fā)事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以某型飛機(jī)整體油箱為例，對(duì)不同的滲漏區(qū)域和可能發(fā)生的滲漏形式進(jìn)行了分析整理，并對(duì)設(shè)計(jì)制造過(guò)程和地勤維護(hù)檢查提出建議，為整體油箱防滲漏的設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。