飞机整体油箱密封技术概述

赵爱莹

【摘 要】主要从密封形式、结构设计、密封剂等方面介绍了飞机整体油箱密封设计的关键技术点，对飞机整体油箱密封设计有一定的参考价值。

【关键词】整体油箱；密封；结构

0 引言

飞机整体油箱利用飞机上的结构空间经过密封直接来存贮燃油，具有载油量多、重量轻、便于维护等优点，同时还能大大提高飞机的飞行性能，改善飞机的经济性。所以，现代飞机普遍采用整体油箱设计。

密封技术是整体油箱设计的最关键问题之一。首先，密封能保证整体油箱不漏油，从而保证飞行的安全；其次，密封还有防腐作用。在飞机整体油箱设计过程中必须考虑密封形式、结构形式、密封剂种类等几个主要方面。本文针对上述几个方面对飞机整体油箱的密封技术进行了概述，对飞机整体油箱的密封设计具有一定的指导意义。

1 飞机整体油箱的密封形式

作为油箱边界的接缝、连接、拐角、组合件、检查口等都必须密封。

为了保证密封的可靠性和耐久性，必须正确选择合理的密封形式。飞机整体油箱的密封形式主要有以下几种。

1）填角密封

填角密封是主要密封，作为装配后密封的主要方法。因为这种密封便于修理，是最常用的密封型式。

为了保证密封质量，控制结构重量，填角密封应有一定的形状和尺寸要求。

应把填角密封布置在连接处不受载一侧[1]，见图1。这样可以防止结构受载时密封处张开，并避免密封可能的疲劳和破坏。

图1 填角密封位置

2）贴合面密封

贴合面密封为辅助密封，这是一种装配前密封。由于这种密封难于检查和修理，一般不作为主要密封。

3）注射密封

沟槽用注射密封，这是装配后密封，它既可作为主要密封，也可以作为辅助密封，取决于它如何使用。当它用来提供连续密封时，为主要密封；而当它用作填角密封支持时，则为辅助密封。

4）填隙密封

填隙密封一般用作辅助密封，用以堵塞油箱结构的孔道、空腔、接缝等。

5）组合密封型式

为了提高密封可靠性，达到绝对级密封，可以采用多种密封型式的组合。例如填角密封与贴合面密封组合；自密封紧固件与填角密封组合。见图2。

图2 组合密封形式

6）机械密封件

当有可卸的零件或装配件（例如口盖）穿过油箱密封面时，应采用可更换机械密封件，例如O型圈，橡胶板，聚四氟乙烯板等。

7）紧固件的密封

紧固件密封应以配合为主，密封剂为辅。

应推广采用自密封紧固件：自密封高锁螺栓、普通螺栓和托板螺母；自密封无耳托板螺母；自封铆接等。自密封紧固件无需再涂胶密封。

应推广使用干涉配合连接。干涉配合不但可以密封油箱，还可以提高抗疲劳性能。

所有穿过密封面的紧固件要通过机械密封件或密封剂密封。紧固件的密封都采用填角密封。

2 飞机整体油箱的设计考虑

为保证整体油箱的密封性，结构设计应至少从以下三个方面进行考虑。

1）变形控制

密封剂的变形能力应与结构变形一致，避免结构变形过大导致的密封失效。同时应控制相邻结构间刚度差异，避免因刚度差距过大变形不均衡引起的密封破坏。

2）紧固件

穿过油箱边界的紧固件应有自密封功能，同时应满足密封所要求的紧固件间距及边距要求。

3）密封

油箱边界处密封一般采用混合式密封，一般为贴合面密封+紧固件湿安装+填角密封+紧固件封包。

4）设计补偿

细节设计中，要考虑合理的设计补偿，减少强迫装配，保证装配质量。

总之，结构设计时应尽量减少作为油箱边界的零件数量，尽量设计整体零件。同时，还应合理布置结构，使结构缝隙、用于连接的紧固件尽量安排在油箱外面。

3 飞机整体油箱密封剂

飞机整体油箱用密封剂必须有优良的耐油性，具有较好的耐介质、耐寒、耐老化和良好粘接性能，并能防止霉菌滋生。应用于飞机整体油箱的密封剂类型主要有聚硫橡胶系列（PS），丁腈橡胶（NBR）、有机硅腻子（SR）、氟硅橡胶（FSR）、氟硅苯撑型密封剂等[2]。目前，在飞机整体油箱中大量使用的密封剂是室温硫化聚硫密封剂。

4 结语

飞机整体油箱密封技术随着新型自封紧固件、新型密封剂、新型密封技术及工艺的出现而不断发展。作为飞机结构设计工程师，必须密切关注先进密封设计技术的发展现状。

【参考文献】

[1]王瀚，王义山，王仁法，等.飞机设计手册：第十册 结构设计[M].北京：航空工业出版社，1994：593-616.

[2]胡琳.飞机整体油箱密封剂分析[J].民用飞机设计与研究，2001（2）：21.

[责任编辑：邓丽丽]