某型飞机整体油箱外场修理工艺研究

范文涛，贾广生

（1.海军装备部驻西安地区军事代表局，陕西 西安 710054;2.海军装备部,北京 100841）

飞机整体油箱，是将机翼或机身承力结构的一部分作为箱壁，经密封后直接贮存燃油。为充分利用结构内部容积，减小总质量，现代飞机普遍采用整体油箱。密封是整体油箱的基本特点。整体油箱结构中的接缝、沟槽、拐角、箱壁、加强筋、检查口等部位，都需要密封。

飞机在设计和制造时，尽管采取了许多措施，但整体油箱密封的可靠性和耐久性，在飞机寿命期内仍不能完全保证。在飞机使用过程中，随着飞行时间的增加，由于结构受力变形、螺栓松动、密封材料老化、失效及介质腐蚀等原因，整体油箱渗漏现象总是难以避免。渗漏故障多发生在油箱的密封装置上，如螺钉、铆钉、接缝等部位，且冬季渗漏比其他季节多。飞机在外场使用过程中，整体油箱渗漏是一种较常见的故障。

外场飞机整体油箱一旦发生渗漏，应采取快速有效的修理方法，使飞机尽快恢复可飞行状态。临时性外部修理与永久性内部修理相结合，是目前国内外整体油箱修理普遍采用的策略。

整体油箱修理的基本步骤是：渗漏类型的判断—寻找外部渗漏点和内部渗漏源—渗漏途径的分析—采取正确的方法进行修理。

1 整体油箱的渗漏类型及分析检测

1.1 整体油箱的渗漏类型

油箱渗漏，首先必须进行检查和分类。整体油箱的渗漏通常分为：轻微渗漏、一般渗漏、严重渗漏和流出渗漏这4个等级。

整体油箱渗漏位置不同，对飞机安全性的影响程度也不同。渗漏位置一般分为3种，具体是外部渗漏位置、内部通风的渗漏位置和内部不通风的渗漏位置。前两者因为暴露在空气中，通风良好，燃油渗漏后能很快蒸发，不会积聚，因而不会对飞机安全造成很大影响，例如某型飞机整体油箱上表面；内部不通风的渗漏位置，燃油渗漏后不易挥发，积集起来，就有潜在危险，对于接近发动机热区的部位，燃油渗漏还易引起燃烧，对安全危害更大，例如某型飞机整体油箱中央翼对接螺栓槽内的渗漏。

所以，应根据油箱的渗漏类型和渗漏位置，来确定修理状态和修理要求。修理要求一般有以下两种情况：一是不处理，只作定期检查和记录，只要渗漏不扩展，允许渗漏继续存在；二是立即处理，必须处理到无渗漏状态。

1.2 整体油箱渗漏的分析与检测

整体油箱的渗漏分析，是通过各种检测手段，找出外部渗漏点，再由外部渗漏点，通过各种方法，找出内部渗漏源，并对从渗漏源到渗漏点经过的渗漏途径进行分析，为整体油箱的渗漏修理提供依据。

例如对某型飞机整体油箱外部渗漏点和内部渗漏源的检测，可以用加油加压法。在充油部分外表面涂白垩粉，在无油部位涂中性肥皂水，白垩粉变湿或肥皂水起泡处，就是外部渗漏点或内部渗漏源。

油箱的渗漏点找着后，就必须对渗漏部位进行修理。某型飞机整体油箱的渗漏修理分外部修理（临时性修理）和内部修理（永久性修理），外部修理包括整体油箱边界、维修口盖和紧固件3个部分；内部修理为打开维修口盖或可卸壁板，对油箱内部进行修理；外部修理可在燃油不放掉的情况下进行。而外场一般不具备内部修理条件，内部修理通常是在飞机进行大修时进行。

1.3 油箱的外部修理方法

整体油箱渗漏的外部修理，要求在外场条件下，利用停飞的间歇时间或地勤维护时，用简单的器材或修理工具，用快速硫化低温使用的密封剂，进行临时性的修理，制止或减缓油箱的渗漏，待飞机大修时，再进行油箱内部的永久性修理。

根据统计，整体油箱的渗漏，大多数都是紧固件密封失效造成的。因此，本文对整体油箱渗漏的外部修理，也重点介绍紧固件的外部修理方法，同时也对贴合面渗漏的修理方法作简略叙述。

2 紧固件渗漏修理

对于可拆卸连接的紧固件，如可卸壁板周边或可拆卸口盖上连接的紧固件发生燃油渗漏时，一般按下述步骤修理：

重新拧紧紧固件，制止渗漏；

如重新拧紧紧固件无效时，则需更换新螺栓；

若新更换的螺栓头下自带密封圈（如HT271），则直接更换。

如新更换的螺栓头下没有密封圈，可在螺栓头下另加一个美国戈尔公司生产的washer垫圈。

对于固定连接的紧固件，外部修理方法一般有两种：压力注胶法和贴片法。

2.1 压力注胶修理法

压力注胶修理法，是将修理密封剂在压力作用下，挤入紧固件与配合孔之间的微小渗漏渠道，从而堵塞燃油从油箱渗出的一种修理方法。常用方法为机械稳定加压注胶法，根据所注胶的类型，又分为厌氧密封剂注射和密封胶注射。

（1）厌氧密封剂注射修理。厌氧密封剂是一种低粘度密封剂，可用注射器作为修理工具。修理时，需将油箱卸压，且使油面低于渗漏位置。如果修理成功，可作为永久性修理，如果渗漏仍发生，则可重复注射步骤或采用外部贴片修理法。

美国F-16战斗机整体油箱修理中，曾使用过厌氧密封剂注射修理方法。修理工具如图1所示。

（2）密封胶注射法。目前使用的一种注射工具——转接座注胶器，其采用转接座压力注胶法。此方法只适用于沉头紧固件（螺栓、铆钉）的渗漏修理。修理方法是把转接座底座固定在渗漏紧固件处，将密封胶用针管通过注胶孔注入转接座，直到溢胶孔有胶溢出为止，拧紧注胶孔和溢胶孔螺钉，再拧紧压力螺栓，将密封胶挤入渗漏缝隙里，达到堵漏的目的。转接座压力注胶器如图2所示。

图1 厌氧密封剂注射法修理工具

图2 转接座压力注胶器

转接座压力注胶法简单、实用。但在阶差较大的蒙皮对缝处，很难粘接牢固。图3～图8是在某型飞机上采用此方法修理整体油箱渗漏的一组图片。

图3 对渗漏部位进行打磨和清洗

图4 粘接后拧下螺栓

图5 调胶

图6 注胶

图7 加压

图8 修补完成

2.2 贴片修理法

贴片修理法是外场紧固件渗漏应急修理时所选择的另一种较为有效的方法。一般有两种类型：热胶接贴片修理和环氧胶接贴片修理。

贴片修理时，都必需先对油箱降压，如果降压后渗漏停止流动，则修理较易进行；如果降压后燃油仍不停止流动且油面不能降至渗漏区以下，需将油箱内燃油放出。

（1）热胶接贴片修理。是用密封剂将铝箔贴片粘接在紧固件头上，来制止渗漏。美国PRC公司生产有一种紧固件修理工具包，这种工具包包含一批类型齐全的铝箔贴片和安装贴片所必需的工具和设备，主要有：补片、密封剂、硅胶板、混胶棒、清洗溶剂和硬质百洁布。补片根据紧固件的直径大小及沉头和凸头的不同，分为很多类型。

使用时，先清洗渗漏表面，混合密封剂，再撕掉补片上的保护纸，用密封剂将补片粘贴在渗漏紧固件头上，最后揭去补片外壳，只留下修理垫片，厚度为0.127 mm（1/200″）。贴片完成后，还需在贴片上安置加热工具，且用手或使用手动设备加压，加热工具一般需加热30 min，如果油箱表面气温很低，加热工具可放在贴片上一段较长时间。图9为贴片构造示意图，表1为贴片构造说明表。

图9 贴片构造示意图

表1 贴片构造说明表 （单位mm）

（2）环氧胶接贴片修理。是用极快粘贴的环氧胶粘剂，将铝箔贴片粘接在紧固件头部来制止渗漏。这种贴片修理法，PRC公司也有专用的修理工具包，其使用方法与热胶接贴片修理方法类似。需要注意的是，环氧胶粘剂配制好后，需在3 min（包括配置时间）以内用完。此种贴片修理法不需加热。

贴片修理属于临时修理，当飞机达到大修周期时，应当去掉贴片，再作永久性修理。

国外生产的紧固件修理工具包，能快速有效地修理紧固件头渗漏，使用方便，粘接强度高。但由于这种工具包存在价格贵、存储周期短、订货不方便等方面的原因，国产飞机整体油箱紧固件渗漏修理基本上未采用此工具包。我们在某型飞机渗漏修理时，曾经模仿国外修理工具包自制补片，达到了较好的效果，此方法不失为一个好的紧固件渗漏修理途径，其缺点是影响到修理处飞机外表面的美观。

3 贴合面的渗漏修理

如燃油渗漏发生在贴合面密封处，则贴合面上的密封剂、密封沟槽、填角密封和紧固件密封都有可能失效，检查所有的可能性来确定渗漏源，根据不同的贴合面密封形式及不同的渗漏源，确定具体的贴合面渗漏修理方法。

3.1 重新注射沟槽密封剂

有密封沟槽的贴合面发生渗漏，可以通过在渗漏区密封沟槽处注射密封剂的方法，来进行外部修理。

3.2 重新密封

当贴合面没有密封沟槽时，就不能用密封沟槽注射法来修理贴合面渗漏，必须采用取下渗漏区紧固件的方法，在贴合面上施加密封剂。具体方法是：用一个安装在紧固件孔内的专用注射螺栓，在贴合面间隙注射密封剂，密封剂通过此螺栓螺杆上的出胶孔流入贴合面，如图10所示。

图10 重新密封方法

3.3 贴片修理

如果密封沟槽或专用注胶螺栓向贴合面注射密封胶不成功，或不能很快完成，也可用外部贴片修理的方法，修理贴合面渗漏，贴片修理包括密封剂加铝箔贴片和直接涂敷密封剂贴片两种形式。

4 整体油箱渗漏修理选用的密封剂

整体油箱渗漏修理选用的密封剂，一般选用能在低温下快速硫化的双组分聚硫密封剂。常用的油箱修理密封剂见表2。表中给出的数值，是标准条件下的数值，也就是在25℃、相对湿度50%的条件下。

选用修理密封剂时，还应考虑密封剂的包装大小及包装形式，因为油箱修理所用的密封剂不多，合适的密封剂包装，将会给修理施工带来很多方便，并且减少不必要的浪费。整体油箱修理常用密封剂性能比较见表2。

表2 整体油箱修理常用密封剂性能比较

5 结束语

合理的油箱结构设计和密封形式、性能优良的密封材料、良好的密封施工品质及高水平的工艺制造，是整体油箱密封可靠性的保障。快速有效的油箱渗漏修理方法，是飞机正常安全飞行的保障。提高整体油箱的密封与维修技术，有助于提高飞机出勤率与完好率。实践证明，本文所论述的油箱渗漏修理方法，在保障某型飞机正常飞行训练起到了重要作用，也可为其他型号飞机的油箱渗漏故障处理提供借鉴。

[1]代永朝，董玉祥.飞机整体油箱的粘结修理[J].粘结，2003，（2）：34-35.

[2]于克杰.飞机整体油箱的快速粘结修理[J].粘结，2004，（2）：45-46.