科学技术创新2020.11
Cessna172飞机10000小时结构大修典型故障分析
蒋杨
（中国民航飞行学院飞机修理厂，四川广汉618307）
1概述
自2013年开始到目前，某飞行学院飞机修理厂已完成90余架Cessna172型飞机10000小时结构大修。本文根据
Cessna172飞机进厂大修出现的损伤情况，总结出典型故障，
将原因分析和修理方案介绍如下。
2常见典型结构故障2.1防火墙类故障
图1防火墙蒙皮严重变形2.1.1故障类型：防火墙裂纹、防火墙与前起落架减震支柱连接处蒙皮变形、以及前起落架安装框架组件、座舱前部地板损伤变形。2.1.2故障原因：着陆速度过大、跳跃着陆、重着陆等。2.1.3受力分析：Cessna172型飞机防火墙承受发动机安装力、起落架冲击力、发动机振动冲击，防火墙蒙皮较薄（厚0.016inch ）在我院对飞机高利用率的情况下，出现裂纹不可避免。飞机在着陆的过程中，前起落架与地面间会产生相当大的冲击载荷。正常情况下飞机前起落架支柱被压缩从而吸收消耗飞机的动能。但着陆速度过大、跳跃着陆、重着陆等着陆方式均会造成机身前部结构件过载。传递给机身的垂直载荷远高于航向载荷。故机身前部前起落架安装框架组件周围蒙皮为常见的皱褶变形区域。2.1.
4修理方案：防火墙蒙皮裂纹采取等强度修理的方法，若出现严重变形则更换变形的结构件，并对重要受力件进行无损探伤。2.2机翼前缘遭鸟击图2切割、更换机翼前缘蒙皮
2.2.1故障类型：左机翼前缘处有一长约
3.5英寸、
宽约3英寸、深约0.12英寸的凹坑。机翼站位WS85.575处翼肋弯曲变形。
2.2.2故障原因：由于空中飞行速度大、冲击载荷大，遭鸟击
后机翼蒙皮褶皱形成不可逆凹坑、
翼肋弯曲变形不能通过表面整形来恢复，故更换前缘蒙皮。
2.2.3修理方案：将左机翼受损区域前缘蒙皮切割，
拆除受损的翼肋。从新的前缘蒙皮上，按照受损区域切割一段新蒙
皮，蒙皮打磨收边。新翼肋和蒙皮跟据引导孔定位，
将内侧蒙皮搭接在外侧蒙皮上，按单发飞机结构修理手册进行反腐处理，
完成铆接工作。目前Cessna172机队中登记标志以数字“9”开头的飞机，其机翼表面都有若干检查孔，可通过这些检查孔对机翼前缘损伤
蒙皮部分或整体的更换，亦可更换弯曲变形的翼肋。2.3襟翼导轨磨损及导轨支架裂纹（图3）
2.3.1故障类型：飞机襟翼导轨磨损严重呈台阶状，
导轨支架（2425001-3/-4）裂纹。
2.3.2受力分析：飞机在起降过程中，
襟翼放出，提供附加升力，此时襟翼受力较大并且产生一定程度的振动，在振动过程
中，襟翼支架滚轮与滑轨之间会有展向的相对位移，
从而造成滑轨磨损。此外，过多的润滑油脂可能吸附灰尘、
沙粒等杂物，也会加重磨损程度。
2.3.3修理方案：钻掉机翼后缘蒙皮上的铆钉，视情剪开襟翼摘要：Cessna172飞机被誉为美国塞斯纳公司的经典之作，以其飞行性能优越、
操作方便、安全性高、维护成本低等一系列优点，成为通用航空航校初级教练机的首选，广泛用于民航飞行员的培训。本文将典型结构故障梳理介绍，为执机单位快速进行结构损伤判定，制定维修方案提供了数据基础，对控制结构修理周期、提高飞机利用率、保障飞行安全至关重要。
关键词：结构损伤；防火墙；鸟击中图分类号:V267文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2020)11-0010-02作者简介：蒋杨（1991，4-），男，汉族，四川成都人，中国民航飞行学院飞机修理厂，助理工程师，本科，研究方向：航空器维修与
适航
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科学技术创新导轨位置下侧蒙皮，方便掀开蒙皮，
取出损坏的组件。如果是导轨支架裂纹，则需要拆开对应油箱检查口盖，
以便于铆接新的导轨支架。在恢复机翼襟翼导轨位置蒙皮时，需制作一块70*30mm 的搭接片，与原机翼蒙皮相铆接。
注意：油箱位置的铆钉在铆接时需进行湿铆，
油箱盖板上也应用密封胶进行密封。
2.4机翼后缘蒙皮裂纹
2.4.1故障类型：机翼后缘蒙皮铆钉周围出现裂纹，
裂纹长度一般在3-6mm 。
2.4.2故障原因：襟翼收放机构磨损，
间隙调整不当。2.4.3受力分析：飞机襟翼是通过螺杆悬挂在导轨上，
随着训练量的加大，收放襟翼的次数逐渐增加，襟翼收起时与机翼
蒙皮之间没有间隙，反复顶机翼蒙皮，
蒙皮所承受的载荷逐渐增大，当载荷大于蒙皮所承受的极限应力时，铆钉周围就产生了撕裂状的疲劳裂纹。
2.4.4修复方案：钻掉有裂纹部分的蒙皮铆钉，
将有裂纹部分蒙皮切除。按照等强度修理原则，
剪取一块与切除部分相同的2024-T3铝合金板材做补片。再剪取一块宽度30mm ，长度相
同的铝板做搭接片。将补片，搭接片和机翼蒙皮铆接，
铆钉长度根据实际情况决定[2]。
2.5机身FS108隔框裂纹
图4FS108隔框裂纹修复
2.5.1故障类型：飞机机身隔框FS108.00右下部出现裂纹，裂纹长度为4mm-6mm 。
2.5.2故障原因：起降着陆过程交变载荷产生，
机身处是交变载荷集中的地方，
导致行李舱FS108隔框处易产生疲劳裂纹。2.5.3受力分析：该型飞机是作为初级教练机使用，
频繁的起降训练会使飞机结构受到较大的应力作用，裂纹出现在机身
FS108隔框向机尾延伸处，属于高应力区域。起飞、
降落训练过程是对飞机结构施加循环应力的过程。在交变应力作用下，经
过一定应力循环次数后，最初的微小裂纹会逐渐扩展。因此，
修理时需要恢复并提高此处结构的抗疲劳强度。
2.5.4修理方案：选用0.032inch 的2024-T3铝板制作补片，将补片翻边、热处理、整形，进行表面阳极化处理。在裂纹尾端
钻30号（直径0.128英寸）止裂孔；
去除FS108号隔框下部的几颗铆钉，将补片从机身右侧的地板和隔框的缝隙中放入。使用
MS20470AD4铆钉对补片和隔框铆接。
在铆接前，补片和腹板贴合面之间需涂胶，类似HySolEA9309。
3结论
根据我厂对Cessna172飞机10000小时大修的排故经验，
本文将典型结构故障梳理介绍，为执机单位快速进行损伤判定，
制定维修方案提供了数据基础，
对控制结构修理周期、提高飞机利用率、保障飞行安全至关重要。广汉飞行学院招生
参考文献
[1]Cessna AircraftCompany.Cessna172R/172SMaintenanceManual [S].Cessna Aircraft Company ,R22.
[2]阎成鸿.CESSNA172R 型飞机机型培训教程[M].北京：航空工业出版社,2008.
图3
导轨支架裂纹
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