某型民用飞机维修大纲重要结构项目分析方法研究

项勇，许广明，潘朝英

（航空工业洪都，江西南昌330024)

某型民用飞机维修大纲重要结构项目分析方法研究

项勇，许广明，潘朝英

（航空工业洪都，江西南昌330024)

介绍了某型民用飞机维修大纲中的重要结构项目分析流程，重点对金属和非金属偶然损伤的类型、来源和分析方法，以及环境恶化分析方法进行了详细阐述，可为民用飞机相关工程人员进行重要结构项目分析提供参考。

SSI；维修大纲；偶然损伤；环境损伤

0 引言

民用飞机按适航规章要求必须保持初始适航性和持续适航性。持续适航性是指航空器在取得适航证投入使用之后保持固有安全性水平而不能降低。无论航空器的初始设计水平和可靠性多高，一旦投入使用后，正确地使用和维修是保持其固有设计水平和可靠性的基础，而飞机预防性结构维修大纲的主要目的是以经济的方式保证飞机结构在使用寿命周期内固有的适航性。因此，需要研究预防性结构维修大纲的制定原则。本文以某型民用飞机预防性结构维修大纲制定政策和程序为基础，对其SSI的制定过程偶然损伤和环境恶化过程进行了详细分析。

1 重要结构项目（SSI）分析程序

1.1 SSI分析流程

预防性维修项目分析主要是项目对持续适航、任何损伤的敏感性和探测损伤的困难程度的重要性影响，同时基于结构设计信息、相似结构的使用维修经验、疲劳和损伤容限评估和试验结果等进行评估。通过分析表明维修任务采用一般目视检查(G灾I)、详细目视检查(DET)或特殊详细检查(SDI)的检查等级对于偶然损伤(AD)、环境恶化(ED)和疲劳损伤(FD)的防护是有效的。基本流程图1所示。

1.2 SSI筛选要求

根据最新的MSG-3逻辑分析流程，划分为SSI的典型的项目/结构细部（见表1）。

表1 SSI的典型的项目/结构细部

SSI筛选是后续分析的基础，必须根据SSI筛选要求和原则，将SSI按ATA系统全部筛选出来，给后续偶然损伤和环境恶化分析提供准确的输入。

1.3 SSI分析工作的重点

纵观整个SSI分析工作，可以看出其分析工作的重点主要是：

1）重要偶然损伤和环境恶化分析中将定性分析通过评级系统转化成定量分析；

2）根据历史积累的经验和工程分析确定型号合理的检查间隔；

3）疲劳分析，由于研制初期还未开展或未完成分析、计算和疲劳试验，进行准确的疲劳评定是非常困难的。因此，构建合理的SSI偶然损伤和环境恶化评级系统特别是环境恶化评级、确定SSI何时采取何种方式检查是非常关键的。

2 偶然损伤分析

2.1 偶然损伤源和损伤类型

偶然损伤主要是指由于飞机制造、使用与维修期间人为因素影响产生的碰撞或接触而导致的物理损伤。偶然损伤源和损伤类型见表2。

表2 偶然损伤源和损伤类型

2.2 SSI偶然损伤分析-金属（表3）

2.3 SSI偶然损伤分析-非金属（表4）

1）非金属材料检查等级和检查间隔确定

基于选择的偶然损伤型式、位置和尺寸，确定造成的损伤SSI项目的静强度降低（SSR）评级。按损伤严重性分类，按表4确定静强度降低评级和检查间隔之间的关系。

选择间隔时，不仅考虑假设损伤相关的剩余强度，而且每次飞行（或时间）损伤出现的概率应考虑。基本检查间隔期间损伤发生多于一次，检查间隔必须修订。

2）SSI偶然损伤分析表-非金属（表5）

表3 金属材料SSI偶然损伤分析

表4 非金属材料静强度降低与检查间隔之间的关系

3 环境恶化分析

3.1 潜在的腐蚀类型评级划分

表5 非金属材料SSI偶然损伤分析

环境恶化是指结构项目因气候或环境发生化学或热相互作用导致的项目强度的物理性能或抗失效能力的降低。

以下是环境恶化的潜在的腐蚀类型评级划分。

1）晶间、点状和均匀腐蚀

对于每种产品、材料和条件具体组合晶间、点状蚀和均匀腐蚀敏感性。晶间、点状和均匀腐蚀评级见表6。

2）电化学腐蚀

评估中每种具体材料电化学腐蚀敏感性取决于材料的直接接触，相互作用的元件，当确定它们接触的SSI电化学腐蚀评级时，它们可能没有考虑作为SSI的一部分。每种组合的评级见表7、表8。

表6 晶间、点状和均匀腐蚀评级

表7 电化学腐蚀评级

3）缝隙腐蚀

如果可能出现这种腐蚀类型时，缝隙腐蚀评级使用1。

4）微生物腐蚀

不是自己腐蚀型式，而是取决于环境（燃油箱中水的出现）。如果典型环境影响材料，微生物腐蚀评级直接分配为1。

5）丝状腐蚀

随着表面光洁度和喷漆而变化。如果可能出现这种腐蚀类型时，专家建议，丝状腐蚀评级直接分配1。

6）摩擦腐蚀

两个零件之间相对运动会产生摩擦腐蚀。如果可能出现这种腐蚀类型时，摩擦腐蚀评级直接分配为1。

7）应力腐蚀

对于每种产品、材料和条件详细的组合相关的应力腐蚀敏感性。最终选择的评级要满足表9的准则。

表8 各种材料接触电化学腐蚀评级

3.2 环境评级

不仅材料自身必须评级而且评估中环境型式也要考虑腐蚀。基于飞机暴露腐蚀环境可能性定义三种不同形式环境（表10）。

表9 应力腐蚀评级

3.3 环境防护评级

对于一种给定的材料在设定的环境中工作，为了提供足够的腐蚀防护评级，设计应使用合适的腐蚀防护措施。为评定使用材料的防护，表11中提供了每种组合的防护评级。

表10 飞机暴露环境评级

表11 各种材料腐蚀防护评级

3.4 评级合并

通过以上分析，获得腐蚀类型、环境评级和防护评级，将其进行适当组合转化成等效的日历检查时间间隔（表12、表13）。

表12 SSI环境恶化分析各种评级组合

3.5 检查等级确认

检查等级应与相关的SSI代表性材料腐蚀恶化预期型式一致。为了选择适当等级，表14可作为参考。

3.6 腐蚀防护与控制大纲（CPCP）分析

腐蚀防护与控制大纲(CPCP)目的是防止和控制危害飞机使用的腐蚀问题。包含执行门限值的重复性任务。它并不是排除所有的腐蚀问题，而是提供一种方法将腐蚀控制在1级或更好。环境恶化分析是制订腐蚀防护和控制大纲（CPCP）的基础。

表13 评级合并步骤说明

对于每个SSI，必须规定CPCP要求。CPCP要求应考虑以下输入来确定：环境恶化检查结果文件描述的程序之后获得；在相似设计、材料、表面防护、偶然损伤可能性和环境有效的使用经验。CPCP要求不仅是检查要求而且是维护要求，包括需要计划重复使用的某项腐蚀防护/抑制化合物。

对于腐蚀防护和控制大纲要求没有预先规定间隔或门限值，但是应该考虑主要的间隔框架值。一旦CPCP门限值达到，CPCP维护要求适用于整个机队，因此不允许采样。

表14 腐蚀类型和检查等级关系

3.7 ED/CPCP要求整合

一旦环境恶化检查要求确定且CPCP要求也确定，对于SSI必须规定ED/CPCP整合要求（见表15）。整合必须提供仍旧能控制腐蚀到1级或更好（CPCP预期）并且结果既能满足CPCP要求或满足ED检查任务和CPCP要求的组合。

表1 5ED要求和CPCP要求整合示例

4 结语

本文对某型民用飞机维修大纲重要结构项目制定方法的详细分析，可以帮助设计人员从质量、选择的材料和防护情况、可达性等方面审视自己设计产品的预防性维修工作，促使设计人员掌握设计产品的使用维修信息等资料，以完善设计，还可为军用飞机维修资料的编制提供参考。

Key Structure Items Analysis Method Research of Maintenance Program for one certain type of Civil Aircraft

Xiang Yong,Xu Guangming,Pan Zhaoying
(A灾IC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi 330024)

This paper introduces the analysis process of the key structure items in the maintenance program for one certain type of civil aircraft,and details the type,source and analysis method of accidental metal or nonmetal damage as well as analysis method of environment deterioration.It can provide engineering personnel for civil aircraft with reference to key structure item analysis.

SSI；Maintenance program；Accidental damage；Environmental damage

2017-08-06）

>>>作者简介 项勇，1979年8月出生，男，2001年毕业于南昌大学，高级工程师。研究方向为适航与安全性技术。