CN116002043A - 飞机缝翼蒙皮修理结构和修理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机缝翼蒙皮修理结构，包括：修理件，修理件成形为配合到飞机缝翼蒙皮的损伤部位，多个分离式加强片，每个分离式加强片在第一部分处固定到飞机缝翼蒙皮的下方，而每个分离式加强片在第二部分处固定到修理件，其中，多个分离式加强片在固定到飞机缝翼蒙皮后，第二部分从飞机缝翼蒙皮朝向损伤部位延伸并且封围形成开口。该飞机缝翼蒙皮修理结构解决了整块加强片难以放入缝翼蒙皮内部的问题，并且能够在加强结构安装过程中实现双面操作，使得加强结构安装到位并且能够便于固定多排紧固件。另外，本发明还涉及一种飞机缝翼蒙皮修理方法。

Description

飞机缝翼蒙皮修理结构和修理方法

技术领域

本发明涉及一种飞机缝翼蒙皮修理结构，适用于诸如民用飞机之类的飞行器缝翼蒙皮结构的局部修理，并保持其气动特性。另外，本发明还涉及一种飞机缝翼蒙皮修理方法。

背景技术

诸如民用飞机之类的飞行器的缝翼蒙皮结构属于易损伤结构，当蒙皮遭受外力损伤后，会产生凹陷、裂纹甚至孔洞，使蒙皮强度、刚度、抗腐蚀性能受损，对飞行器的气动特性产生严重影响，进而影响飞行器的使用寿命。对遭受损伤的飞行器蒙皮进行修理对于延长飞行器蒙皮，特别是机翼蒙皮的使用寿命具有重要意义。

飞机的缝翼结构属于增升装置，对气动外形具有严格要求，原位实施的外部修理对气动特性具有极大影响，而整体更换缝翼或者拆解部分内部结构进行原位修理，可能造成停场时间过长。飞机停场一天造成的经济成本损失约为30-60万元，该成本可能令航空公司无法接受。另外，拆解缝翼的部分结构还可能会造成因紧固件拆卸导致的孔变形或其它零件损伤，延长修理周期，进一步增加维修成本并增加了航空公司的运营成本。

因此不管从技术角度还是从运营成本角度，都存在改善飞机蒙皮修理结构的需求，从而保证尽可能地减少飞机停场(AOG)时间，提高飞机利用率，最大限度地降低运营成本，降低技术支援压力。

在由中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所提交的、2021年09月03日公开的、题为《一种蒙皮修理方法及其修理结构》的发明专利中，公开了一种蒙皮修理方法，该方法通过裁剪蒙皮修理区域，将加强板通过蒙皮开口放入蒙皮内侧，通过吸盘吸住加强板突出部位3，调整安装位置，使得加强板边缘部位4与蒙皮1连接到位后，进行铆接安装。

该修理方案存在较大局限，受蒙皮开口限制，加强板尺寸不能太大，否则无法通过蒙皮开口，因此连接处也仅能布置一排紧固件，不适合补强修理，适用范围存在较大局限性。另外，该修理方案采用吸盘进行调整，仅能进行单面操作，因此位置调整精度较差，难以调整到位。

可见，现有技术还不能较好地解决机翼蒙皮修理，特别是缝翼蒙皮修理的问题，因此，迫切需要优化缝翼蒙皮修理方案，以便提供一种改进的飞机缝翼蒙皮修理结构，该飞机缝翼蒙皮修理结构能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机缝翼蒙皮修理结构，以便建立原位的、方便可实施的缝翼蒙皮修理方案，特别是平补修理方案，同时能够满足机翼气动要求、强度要求、缩短飞机停场时间、降低维修成本，提高运营效率，实现缝翼蒙皮原位平补修理。

根据本发明的一个方面，提出了一种飞机缝翼蒙皮修理结构，该飞机缝翼蒙皮修理结构可以包括：

修理件，修理件成形为配合到飞机缝翼蒙皮的损伤部位，

多个分离式加强片，每个分离式加强片在第一部分处固定到飞机缝翼蒙皮的下方，而每个分离式加强片在第二部分处固定到修理件，

其中，多个分离式加强片在固定到飞机缝翼蒙皮后，第二部分从飞机缝翼蒙皮朝向损伤部位延伸并且封围形成开口。

本发明设计了一种分离式的用于飞机缝翼蒙皮的加强修理结构，并且是一种原位修理结构，能够在飞机原位进行外部操作，易于实现。该飞机缝翼蒙皮修理结构解决了整块加强片(或加强板)难以放入缝翼蒙皮内部的问题。另外，这种修理结构能够通过开口来协助修理件和加强片的定位和固定操作。例如，开口可以用于从蒙皮内部进行操作，使得能够在加强结构安装过程中实现双面操作，从而将加强结构精确地安装到位并且能够便于固定铆钉等紧固件，例如多排紧固件。由此，根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构提高了维修效率、增加了修理后的缝翼结构的强度、并且降低了运营成本。

根据本发明的上述方面，较佳地，飞机缝翼蒙皮修理结构还可以包括多个连接带板，每个连接带板布置在相邻的分离式加强片之间，并且使得分离式加强片被夹在连接带板和飞机缝翼蒙皮之间。通过连接带板能够进一步保证修理结构的连接强度，进而确保了修理后的飞机缝翼的结构强度，另外，还提高了密封性能。

根据本发明的上述方面，较佳地，每个连接带板与相邻的分离式加强片分别具有重叠的搭接区域，并且每个搭接区域的宽度设置为能够布置至少一排紧固件。这样，在通过连接带板进行结构加强的基础上，通过在对接区域布置的至少两排紧固件(在接缝的每一侧都布置一排)，能够进一步增加修理结构的连接强度，进而确保了修理后的飞机缝翼的结构强度。

根据本发明的上述方面，较佳地，多个分离式加强片可以包括四个加强片，其中，每个加强片为L型，使得开口成形为矩形的开口。这样，分离式加强片的数量能够确保分离式加强修理结构的组装灵活性、易于操作，而又不会过多地增加更多加强片的场景中可能存在的加强片拼接工作量，并且这种结构形式更易于加强修理结构的现场对齐和调整。

根据本发明的上述方面，为了更好地满足修理后的缝翼的气动外形，并避免发生异电位腐蚀，较佳地，修理件与飞机缝翼蒙皮的材料和/或厚度可以相同，从而增加缝翼以及飞机的使用寿命。

根据本发明的上述方面，较佳地，将飞机缝翼蒙皮的损伤部位可以切割成具有方形投影的曲面切口，并且修理件成形为对应于曲面切口的形状，以形成平滑的气动外表面。

根据本发明的上述方面，较佳地，修理件和曲面切口的角部可以是圆角。这种布置能够便于修理件与分离式加强片的加工和安装时的对准操作，并且能够避免维修时操作人员被修理结构的部件划伤。

根据本发明的上述方面，为了确保修理结构的各部件之间的密封并且使得气动表面更加平滑，较佳地，在修理件与飞机缝翼蒙皮的损伤部位之间可以填充有密封剂。

根据本发明的另一方面，提出了一种飞机缝翼蒙皮修理方法，该方法可以包括以下步骤：

切除飞机缝翼蒙皮中的损伤部位；

提供多个分离式加强片，将每个分离式加强片在第一部分处固定到飞机缝翼蒙皮的下方，并且使分离式加强片的第二部分从飞机缝翼蒙皮朝向损伤部位延伸并且封围成具有开口的轮廓；以及

提供修理件，修理件成形为配合到飞机缝翼蒙皮的损伤部位，并且将修理件固定到分离式加强片的第二部分。

这种修理方法考虑到了缝翼结构空间狭小、尤其隔热梁前部区域基本接近封闭，难以实施常规修理施工等限制，整个修理过程可在飞机原位进行外部操作，易于实现

根据本发明的上述方面，较佳地，该方法还可以包括以下步骤：提供多个连接带板，每个连接带板布置在相邻的分离式加强片之间，并且使得分离式加强片被夹在连接带板和飞机缝翼蒙皮之间。

根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构可以包括但不限于以下列出的有益的技术效果：

根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构适用于民用飞机缝翼蒙皮结构局部修理。本发明涉及一种分离式加强修理结构，解决了整块加强板难以放入缝翼蒙皮内部的问题，同时通过分离式加强修理结构设计和连接带板设计，可在加强结构安装过程中实现双面操作，使得加强结构安装到位，并可按需布置至少两排紧固件，通过连接带板保证连接强度，并且增加了密封性能。整个修理过程可在飞机原位进行外部操作，易于实现。

另外，根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构是一种分离式加强修理结构，能够适应受限的安装空间要求，将现有技术中的整体加强板更改为分离式加强板，并配合一定的连接设计，在保证强度的同时，能在较小的操作空间内实施加强修理。

由此，通过本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构能够满足使用要求，克服了现有技术的缺点并且实现了预定的目的。

附图说明

为了进一步清楚地描述根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，在附图中：

图1是根据本发明的非限制性实施例的飞机缝翼蒙皮的损伤部位的示意图；

图2是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的修理件的示意图；

图3是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的分离式加强片的示意图；

图4是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的多个分离式加强片安装到损伤部位的示意图；

图5是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的连接带板的示意图；

图6是在图4中示出的飞机缝翼蒙皮修理结构上另外设置连接带板的实施例的示意图；

图7是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的另一非限制示意图；

图8是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构的分解立体图；以及

图9示出了利用根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构对飞机缝翼蒙皮进行修理的示意性步骤。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在附图和实施例中的列表：

100-飞机缝翼蒙皮修理结构，包括：

10-修理件；

20-分离式加强片；

21-第一部分；

22-第二部分；

23-开口；

30-连接带板；

200-飞机缝翼蒙皮，包括：

201-损伤部位。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中描述的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体取向、方向或其它物理特征不应被视为限制。

图1是根据本发明的非限制性实施例的飞机缝翼蒙皮200的损伤部位201的示意图。

飞机缝翼蒙皮200的结构属于易损伤结构，当蒙皮遭受外力损伤后，会产生凹陷、裂纹甚至孔洞，使蒙皮强度、刚度、抗腐蚀性能受损，对飞机的气动特性产生严重影响，进而影响飞机的使用寿命。为了修理受损伤的缝翼蒙皮，通常需要切除蒙皮损伤区域，并对切口周边实施无损检测，确保损伤完全去除，切除损伤区域后的损伤部位201的示意形状在图1中示出。

如图1所示并且作为非限制性实施例，可以将飞机缝翼蒙皮200的损伤部位201切割成具有方形投影的曲面切口，该切口的角部例如可以被倒圆角，以便减少应力集中，简化加工过程，并且能够避免操作人员在安装时被尖锐的角部划伤。

为了更有效地修补损伤部位201，本发明提出了一种飞机缝翼蒙皮修理结构100，该飞机缝翼蒙皮修理结构100无需拆解损伤部位201的周边结构、可原位实现缝翼蒙皮平补修理，保证缝翼气动特性的同时，降低维修成本，提高维修性。

作为非限制性实施例，飞机缝翼蒙皮修理结构100可以主要包括修理件10和分离式加强片20。

图2是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的修理件10的示意图。

修理件10可以成形为配合到飞机缝翼蒙皮200的损伤部位201。如图所示，修理件10可以按照蒙皮损伤尺寸切割成方形曲面，例如成形为对应于曲面切口的形状，尺寸沿展向和弦向，以形成平滑的气动外表面。在修理过程中，可以用修理件10填平损伤部位201，并保证飞机缝翼蒙皮200气动外表面的光顺。在损伤部位201的切口的角部被倒圆角的实施例中，修理件10的角部也可以是圆角。

另外，较佳地，修理件10可以与飞机缝翼蒙皮200的材料和/或厚度可以相同。

作为非限制性实施例，修理件10的材料可以为2024系列铝合金，并且可以采用钣金加工而成。

图3是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的分离式加强片20的示意图；而图4是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的多个分离式加强片20安装到损伤部位201的示意图。

如图所示，多个分离式加强片20可以包括四个加强片，例如加强片20A、20B、20C、20D。每个加强片可以为L型，并且可以包括第一部分21和第二部分22。当如图4所示将每个分离式加强片20在第一部分21处固定到飞机缝翼蒙皮200的下方时，第二部分22从飞机缝翼蒙皮200朝向所述损伤部位201延伸，使得四个加强片的凹部封围成开口23，该开口23例如可以是矩形的开口。

如图4中详细示出的，第一部分21是与飞机缝翼蒙皮200叠置的部分，并且也可以具有大致L形形状，而第一部分21从飞机缝翼蒙皮200是将与修理件10接触的部分，并且同样可以具有大致L形形状。这样，当四个加强片都固定到飞机缝翼蒙皮200后，它们能够一起形成带有曲面切口的方形曲面轮廓。

较佳地，每个分离式加强片20的最大尺寸应能保证从外部经由损伤部位201的开口放入缝翼腔内并有空间进行装配连接，例如能够方便地进行位置调整和紧固件(例如铆钉)的固定安装。

应当理解，虽然在结合附图示出的实施例中，飞机缝翼蒙皮修理结构100包括四个大致L形的分离式加强片20，但是本领域技术人员可以设想其余类型的分离式加强片20的形状和数量，而不偏离本发明的范围。另外，虽然附图中示出的相邻的分离式加强片20紧密地抵靠，但是在替代实施例中，它们之间可以存在间隙。

图5是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的连接带板30的示意图；而图6是在图4中示出的飞机缝翼蒙皮修理结构100上另外设置连接带板30的实施例的示意图。

如图所示，连接带板30可以具有大致长方形的曲面轮廓，并且连接带板30可以布置在相邻的分离式加强片之间，例如覆盖相邻的分离式加强片之间的接缝，并且使得分离式加强片20被夹在连接带板30和飞机缝翼蒙皮200之间。

较佳地，分离式加强片20的上表面可以顺应飞机缝翼蒙皮200的下表面的轮廓，而连接带板30的上表面可以顺应分离式加强片20的下表面的轮廓，使得当它们配合在一起时，形成紧密的面-面接触，或者形成面共用接触。

如图6中示出的，每个连接带板30与相邻的分离式加强片20分别具有重叠的搭接区域，并且每个搭接区域的宽度设置为能够布置至少一排紧固件，这样，在每个连接带板30上可以布置两排紧固件，在接缝的每一侧都可以布置一排，例如图6中的两排铆钉。

例如，当安装好分离式加强片20和连接带板30后，它们在与飞机缝翼蒙皮200重叠的部分处，例如分离式加强片20的第一部分21所在的区域设置紧固件，例如设置铆钉，从而将分离式加强片20牢固地固定到飞机缝翼蒙皮200。

较佳地，在多个连接带板30固定到飞机缝翼蒙皮200后，多个连接带板30从飞机缝翼蒙皮200延伸出来而不延伸超到开口23中，以免干扰紧固件的安装操作。

图7是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的另一非限制示意图。

如图所示，修理件10已经借助紧固件固定到分离式加强片20的第二部分22。较佳地，这种固定可以通过铆钉连接实现，特别是通过拉铆连接。示意性地，图4、6和7中的标记“+”可以表示铆钉连接的位置，可以看出，在修理件10安装之后，在修理件10与分离式加强片20之间，以及分离式加强片20与飞机缝翼蒙皮200之间可以设置多排紧固件，从而显著增加了经修理后的损伤部位201的结构强度。

较佳地，在修理件10与飞机缝翼蒙皮200的损伤部位之间可以填充有密封剂，从而使得气动表面更加平滑。

图8是根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100的分解立体图。在图8中，可以清楚地看出修理件10、分离式加强片20和连接带板30相对于损伤部位201的布置关系。

作为非限制性实施例，修理件10和飞机缝翼蒙皮200处于最外层，并且修理件10和飞机缝翼蒙皮200可以对其布置以形成光滑的气动表面，下面的一层为分离式加强片20，并且连接带板30可以布置在最内层，从而形成在部分固定位置具有三层加强结构的飞机缝翼蒙皮修理结构100。

图9示出了利用根据本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构100对飞机缝翼蒙皮200进行修理的示意性步骤。

在901处，该方法可以包括切除飞机缝翼蒙皮200中的损伤部位201。

例如，可以切除蒙皮损伤区域，并对切口周边实施无损检测，确保损伤完全去除，按需对蒙皮进行校形恢复原始气动外形。

如本文所用的，损伤部位201是指经去除损伤蒙皮后的损伤部位，而非原始损伤部位。

在902处，该方法可以包括提供多个分离式加强片20，将每个分离式加强片20在第一部分21处固定到飞机缝翼蒙皮200的下方，并且使分离式加强片20的第二部分22从飞机缝翼蒙皮200朝向所述损伤部位延伸并且封围成具有开口23的轮廓。

例如，可以从蒙皮切口处放入分离式加强片20，将分离式加强片20进行定位，并实施安装(例如借助铆钉等紧固件)。

在903处，该方法可以可选地包括提供多个连接带板30，每个连接带板30可以布置在相邻的分离式加强片20之间，并且使得分离式加强片20被夹在连接带板30和飞机缝翼蒙皮200之间。

例如，可以从蒙皮切口处放入连接带板30，特别是从分离式加强片20封围的开口23处依次放入连接带板30，以便借助连接带板30定位并连接分离式加强片20和原飞机缝翼蒙皮200；

在904处，该方法可以包括提供修理件10，修理件10可以成形为配合到飞机缝翼蒙皮200的损伤部位201，并且将修理件10固定到分离式加强片的第二部分22。

在该步骤中，可以从外侧使用盲铆紧固件安装修理件10，并且贴合分离式加强片20安装，同时保证外形面与原蒙皮外形面一致，同时可以在修理件10和原飞机缝翼蒙皮200之间填充密封剂，进行密封。

这样，整个修理过程无需拆解周边结构、可原位实现缝翼蒙皮平补修理，保证缝翼气动特性的同时，降低维修成本，提高维修性。

应当理解，以上示出的飞机缝翼蒙皮修理方法的步骤仅是示意性的，本领域技术人员可以相应地调整步骤顺序、增加步骤或者删减相应的步骤。

综上所述，根据本发明的实施例的飞机缝翼蒙皮修理结构100克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的飞机缝翼蒙皮修理结构进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，所述飞机缝翼蒙皮修理结构包括：

修理件(10)，所述修理件成形为配合到飞机缝翼蒙皮(200)的损伤部位(201)，

多个分离式加强片(20)，每个分离式加强片在第一部分(21)处固定到所述飞机缝翼蒙皮(200)的下方，而每个分离式加强片在第二部分(22)处固定到所述修理件(10)，

其中，所述多个分离式加强片(20)在固定到所述飞机缝翼蒙皮(200)后，所述第二部分(22)从所述飞机缝翼蒙皮(200)朝向所述损伤部位(201)延伸并且封围形成开口(23)。

2.根据权利要求1所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，所述飞机缝翼蒙皮修理结构还包括多个连接带板(30)，每个连接带板布置在相邻的分离式加强片之间，并且使得所述分离式加强片(20)被夹在所述连接带板(30)和所述飞机缝翼蒙皮(200)之间。

3.根据权利要求2所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，所述多个连接带板(30)中的每个连接带板与相邻的分离式加强片(20)分别具有重叠的搭接区域，并且每个搭接区域的宽度设置为能够布置至少一排紧固件。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，所述多个分离式加强片(20)包括四个加强片，其中，每个加强片为L型，使得所述开口(23)成形为矩形的开口。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，所述修理件(10)与所述飞机缝翼蒙皮(200)的材料和/或厚度相同。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，将所述飞机缝翼蒙皮(200)的所述损伤部位切割成具有方形投影的曲面切口，并且所述修理件(10)成形为对应于所述曲面切口的形状，以形成平滑的气动外表面。

7.根据权利要求6所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，所述修理件(10)和所述曲面切口的角部是圆角。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的飞机缝翼蒙皮修理结构(100)，其特征在于，在所述修理件(10)与所述飞机缝翼蒙皮(200)的所述损伤部位(201)之间填充有密封剂。

9.一种飞机缝翼蒙皮修理方法，所述方法包括以下步骤：

切除飞机缝翼蒙皮(200)中的损伤部位(201)；

提供多个分离式加强片(20)，将每个分离式加强片在第一部分(21)处固定到所述飞机缝翼蒙皮(200)的下方，并且使所述分离式加强片(20)的第二部分(22)从所述飞机缝翼蒙皮(200)朝向所述损伤部位(201)延伸并且封围成具有开口(23)的轮廓；以及

提供修理件(10)，所述修理件成形为配合到所述飞机缝翼蒙皮(200)的所述损伤部位(201)，并且将所述修理件(10)固定到所述分离式加强片(20)的所述第二部分(22)。

10.根据权利要求9所述的飞机缝翼蒙皮修理方法，其特征在于，在所述提供修理件(10)的步骤之前还包括以下步骤：

提供多个连接带板(30)，每个连接带板布置在相邻的分离式加强片(20)之间，并且使得所述分离式加强片(20)被夹在所述连接带板(30)和所述飞机缝翼蒙皮(200)之间。

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