老龄通航训练飞机机体结构损伤初探

张宗伟

摘   要：Cessna 172飞机是中国民航飞行学院初级教练机队的主力机型，自引进以来已经在高的年利用率下运行超过10年，目前均已进入老龄期。本文主要研究Cessna 172飞机老龄化结构损伤检查，分析老龄飞机机体结构损伤典型问题，探索适用的维护对策与办法，对老龄飞机维修提出针对性建议，对通航行业老龄化飞机的维护保养及安全运行起到积极借鉴作用。

关键词：老龄飞机  结构失效  损伤  粗猛操作  深度保養

中图分类号：V267                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0023-03

Abstract：Cessna 172 aircraft is the main model of the fleet of first-time teachers of Civil Aviation Flight University of China. Since its introduction， Cessna 172 aircraft has been operating for more than ten years under the high annual utilization rate， and has entered an aging period. This paper mainly studies the problem of Cessna 172 aircraft aging structure inspection， analyses the typical problems of aging aircraft body structure damage， explores the appropriate maintenance countermeasures and methods， puts forward targeted recommendations for the maintenance of aging aircraft， and plays an active guiding role in the maintenance and safe operation of aging aircraft in the navigation industry.

Key Words：Aging aircraft;Structural failure;Damage ; Rough operation;Deep maintenance

1  背景

飞机结构在使用寿命期内必然会受到疲劳载荷、环境腐蚀和外来物冲击等因素的作用，会产生疲劳、腐蚀/老化、磨损等损伤，这是一个随服役时间增加而不断发展和累积的不可逆的过程[1]。理解飞机老龄化的概念可以参考美国法规，美国国会执行法在“44717节老龄飞机”中规定[2]：当飞机服役超过14年后，局方应按照条例要求对航空公司提供空中运输服务的每架飞机进行检查，并审查维修记录和其它记录，以判断飞机是否处在安全状态，维护是否适当。

老龄飞机除了和服役的日历时间有关外，更多受到使用频度的影响。以飞行学院Cessna 172机队为例，自2006年引进共运行102架，很多单机年利用率已超过1500飞行小时。并且机队在单机飞行时间超过10000飞行小时后，结构部件故障率明显升高，主要有腐蚀、裂纹、磨损、变形等不同形式损伤，飞机明显进入老龄期。但是Cessna厂家没有给出Cessna 172机型设计服务总寿命[3-4]，老龄飞机运行风险很难评估。并且厂家没有适用于通航老龄飞机的补充结构检查大纲，没有推荐的结构检查措施。

因此，如何正确、科学的应对通航飞机老龄化所带来的运行风险，适时地进行维修和恢复可靠性，就成为我们必须面对的课题。本文阐述老龄飞机机体结构损伤研究，为解决通航老龄飞机类似问题提供思路，使通航行业加深对老龄飞机结构维修问题的认识，实现保障老龄飞机持续适航的目的。

2  老龄飞机结构方面共性问题

国内通航训练飞机运行及停放具有相似环境，其老龄飞机具有以下共性问题。

2.1 紧固件咬死、腐蚀问题

在国内较为复杂和恶劣环境下进行运行，老龄飞机的螺钉螺栓容易出现锈蚀甚至咬死。主要出现的位置有机翼与机身后缘接头固定螺栓（见图1）、天线安装螺钉（见图2）、油箱盖板螺钉、垂直安定面与机身固定螺栓、操纵系统铰接接头固定螺栓等。如果这些缺陷没有及时得到检查，随着紧固件咬死的程度加剧，可能引起结构件失效或不可操作，带来极大安全隐患。

而且，由于紧固件需要承受结构连接、传动载荷，应力分布及受力复杂，紧固件周围表面漆层破裂、脱落，容易引发紧固件孔内壁的丝状腐蚀 、缝隙腐蚀 、剥蚀、电化学腐蚀等各种腐蚀问题，进而经常引发紧固件应力腐蚀和连接件断裂问题[5]。

2.2 内部结构及内饰破损。

由于机组操作或肢体接触频繁，飞机驾驶杆、通讯发射按钮等处破损严重，装饰板、储物盒、飞机座椅及其附属结构磨损严重，部分扶手、支撑座破损。舱内内饰由于维修工作反复拆装，内饰部件常出现变形、破损、无法固定良好等。由于通航飞机小部件很难及时订货并更换，使得这些缺陷影响机组操作或注意力，带来间接风险。例如通讯发射按钮破损无法固定，严重影响通讯发射效果，同时严重影响机组注意力。