浅论空中客车A320系列飞机FR43隔框的改装与偏差

王永刚

【摘 要】空中客车部分批次A318/319/320/321飞机涉及到FR43隔框改装工作，通过增加加强支架以改善局部受力，增加结构强度。整个改装工作有完整的方案，但改装工作的执行过程却有不少细节需要各航空公司依据自身现状适当修正。

【关键词】隔框；改装；空中客车；工程指令

1 改装工作的由来

在空中客车公司进行的全尺寸疲劳测试中，发现A320系列飞机在FR43框左侧和右侧侧盒梁凸缘处出现裂纹[1]。裂纹主要集中在FR43框左侧和右侧侧盒梁上凸缘的三个紧固件孔孔壁周围。出于适航安全的考虑，要求各航空公司根据适用情况，完成相关工程指令（EO-2012-A320-53-075-R1）[2]的检查，并且之后以不超过7500FC或15000FH的重复检查间隔，先到为准，对FR43隔框左右侧S15加强筋区域的侧盒梁凸缘执行旋转涡流探伤检查。在执行工程指令中所要求的任何检查过程中，如果发现裂纹，下个飞行前，联系空客申请经过批准的修理方案，并根据修理方案完成相应措施。同时要求，自飞机首飞后，在达到48000FC或96000FH前，先到为准，根据EO-2013-A320-53-018-R1或后续版本，执行改装。改装工作完成后则相应的重复性检查要求自行终止。

东方航空公司对其B-2400飞机进行10C检时，首次执行该工程指令（EO-2012-A320-53-075-R1）的检查工作，在飞机FR43隔框右侧S15加强筋区域发现裂纹。裂纹位于S15加强筋上侧的紧固件孔孔壁，且通过扩孔不能消除裂纹。之后在东航机队飞机的9C、10C检时，又陆续发现几起FR43框左侧和右侧侧盒梁凸缘处出现裂纹的案例。由于前期已经完成航材与工具的准备，在完成工程指令的检查要求后，东方航空公司立即又执行了空客SB A320-53-1251 R1，对扭力盒一侧S15长桁下侧板处进行加强接头改装工作以终止重复检查工作，确保飞机安全运行。

出现裂纹的飞机为空中客车某些批次的A318/319/320/321飞机，国内多家航空公司均有运营。但是由于改装工作具有严谨性和一直性[3]，在执行改装时的方案不会有明显差别。在此笔者也就以自身所从事过的几起改装工作为例，浅论该项改装工作的细节与偏差。

2 改装方案执行概述

空中客车公司给出的改装方案，依据飞机构型的不同略有差异。但这种差异主要是考虑紧固件边距等细节造成的，区别不大。在改装前确认飞机的构型和改装包的件号能确保改装工作的正确执行。

整个改装过程可以概述如下：从外部接近飞机主起落架舱内FR43隔框附近区域，拆除该区域的重力放起落架装置附件，同时从客舱内部拆除FR43附近区域的座椅和地板，拆除空调管路，以便为改装工作清理出空间。拆除压力板上的海洛克螺钉，撬起压力板后切除在该区域存在干扰的加强筋并将切除面打磨光滑。同时若S15加强筋上侧的紧固件孔孔壁有裂纹时则将出现裂纹的梁凸缘切除并打磨光滑。对两个完成打磨的切除面进行高频涡流探伤检查，确认无损伤后进行加强支架的安装工作。若S15加强筋上侧的紧固件孔孔壁无裂纹出现，则不必执行改装工作中的梁凸缘的切除与修理步骤，仅仅在切除加强筋并确认切除面打磨光滑无损伤的情况下即可执行下一步工作。安装加强支架，在完成加强支架的安装工作后开始施工区域的恢复工作。在压力板上扩孔并安装新的海洛克螺钉，安装新的重力放起落架装置附件，安装空调管路并安装修形后的空调管路支架，安装客舱地板和座椅。在完成恢复工作后进行相应的清理和测试工作，改装完成。

在进入加强支架安装步骤后，工作的重点在加强支架的定位与复孔。为保证加强支架的安装精度，改装包中的加强支架仅仅有三个初始定位孔，其余紧固件孔均需要后期加工。由于工作区域管路、线路复杂，即使在拆除大量设备装置后，工作区域依旧十分狭小，无法实现加强支架直接在安装位置复孔。而反思裂纹出现的原因也不难发现，FR43隔框区域恰恰位于主起落架影响区域，受力极大且频繁。若是加强支架的定位不准，紧固件孔与飞机侧盒梁上的孔无法有效对齐无疑会形成以下三种后果：支架本身与侧盒梁的型面无法紧密贴合，紧固件无法穿过与之过盈配合的紧固件孔或强行穿过后形成损伤，或是为安装紧固件而反复铰孔，造成孔径增大过盈配合效果大大削弱甚至消失。而此三种后果，无论哪一种无疑都会使加强接头的强化作用大打折扣甚至是改装失败。

航材改装包中给出的加强支架仅有三个初始定位孔，这三个孔与侧盒梁上的三个紧固件孔相对应。但是在改装工作中这三个孔仅仅用于辅助定位，在将支架各孔加工完毕后确认这三个孔依旧在许可范围之内才扩孔到许可尺寸。在改装伊始就将这三个孔扩孔到位，笔者认为不是良策。主要原因在于这三个孔集中处于支架的远端，且相对于支架三个型面要加工的42个孔而言，这三个孔始终数目占比过小，且处在同一平面，定位的效应较差[4]。

结合航空公司实际，笔者认为较为有效的定位方法为：在完成切割区域的探伤工作后，将加强支架比对到位，至少在两个型面用C型夹夹持以保证支架贴紧飞机侧盒梁型面。此时观察支架三个初始孔是否在侧盒梁上相应孔的孔径范围之内。若偏差较大则轻敲支架调整并在孔中安装定位销辅助定位。至此则加强支架的安装位置确定，所有孔的后期加工均需以保证加强支架在此位置的安装为前提。此时用记号笔在侧盒梁上描出加强支架的外轮廓，再反手透过侧盒梁减重孔，将侧盒梁立面的初始孔位置描到支架上。所描下的位置仅仅作为参考，却不可以此为依据制孔。依据加强支架立面的形状加工明板。将明板贴合侧盒梁立面复孔，再将明板取下，贴合支架立面，参照描下的孔的位置定位钻孔，完成加强支架立面的复孔工作。此时加工的所有孔的孔径均与侧盒梁原始孔孔径相同。用这些完成初始加工的孔为依据，将加强支架用均布的定位销在大梁上拉紧。参照侧盒梁凸缘上的原始孔，完成加强支架其余型面的复孔工作并在适当位置安装定位销。至此，则可通过不断替换定位销的位置，将各型面的孔依次扩孔、铰孔到目的尺寸并完成部分孔的冷挤压工作。

3 改装偏差的探讨

在整个改装过程中，空中客车公司给出的改装方案得以严格执行是毋庸置疑的。但是与生产厂家不同，航空公司所做的飞机改装由于是已投入运营的飞机，所有机载设备均已安装到位。即使在评估后给出了相应的拆装方案，依旧难免存在改装空间中设备互相干涉的情况。更不用说双方在工具设备、生产条件方面的差异，单纯以生产状态下给出的改装方案具体到航空公司的实际工作状态时，难免会出现某些工作细节上的执行困难。对于这些困难，若是影响工艺标准，影响改装质量的，自然毫无商讨余地，哪怕是重新评估也要严格执行。但是对于某些施工细节，可能仅仅是由于评估环境的不同造成的差异，笔者觉得可以在此类问题上进行权衡，允许改装方案适当修改，做出略有偏差的执行。

正如FR43隔框的改装工作，按照方案要求，改装区域压力板上的74颗海洛克螺钉要全部拆除并在恢复时更换加大一级的海洛克螺钉。纵观整个改装过程不难发现，这一步骤的主要意义在于压力板与侧盒梁上凸缘搭接，拆下螺钉松开压力板后才能为凸缘的切割与修理工作腾出空间。然而凸缘的切割与修理工作仅仅存在于紧固件孔壁出现裂纹的情况下，有相当数量的改装是终止检查任务的改装，由于裂纹尚未出现并不需要进行侧盒梁上凸缘的切割与修理工作，此时松开压力板的意义已经不大。

而仅就需要松开压力板的情况而言，全部拆除海洛克螺钉后会出现这样一个困难：压力板远端有三个钉孔位置与油管、导线相隔较近，在扩孔与铰孔时，钻头与铰刀难以摆正，铰孔的难度较大，同时安装新的海洛克螺钉时也难以使用震枪安装。而这三颗海洛克螺钉对于撬起压力板的影响已经不大。那么能不能够对这三颗海洛克螺钉不拆也不加大呢？甚至是在整个改装工作中允许航空公司自行评估更换压力板上海洛克螺钉的数目呢？对于这一执行偏差，由于有悖于改装方案，在目前的改装工作中显然是不允许的。但是随着改装方案的不断优化，会不会出现类似的改进也未可知。

4 改装中应注意的细节

整个FR43隔框的改装工作工作量大且需要不同部门配合，在改装工作的执行过程中各个部门对时间节点的把握都是比较严格的。在改装过程中注意细节，减少差错和弥补差错所浪费的时间，无疑有利于改装工作的顺利完成。综合几次改装工作的经验，笔者觉得有下述几个细节值得注意。

4.1 注意铰孔的精度，在许可的公差范围内选取较为紧密的配合

加强支架由39颗海洛克螺钉安装到位，其中立面的18颗海洛克螺钉需要透过侧盒梁的减重孔反手安装。在过盈配合的范围内，若选取较大的孔径，可能存在安装过程中由于扭矩过大造成钉杆旋转的情况。为保证螺母安装到位，剪切环顺利剪断，需要用内六角工具对钉杆进行固定。但是反手安装且又空间狭小的情况下使用内六角工具难度可想而知。反倒是选取较紧配合，增加钉杆的夹紧力度更为方便安装。当然钉杆的安装方向也要切实注意，由于配合较紧，若是出现钉杆安装方向错误，再退出钉杆调整时就费工费力了。

4.2 加强支架部分钉孔端铣时注意找准垂直面

端铣平面与钉孔轴线垂直是一个显而易见的常识，但在端铣选取作为基准的垂直面时还是具有一定迷惑性的。主要是需要端铣的平面均是顺机身方向略有倾斜的，呈左右对称状态。在单独端铣加强支架时，由于没有了机身的比对，倾斜趋势不明显，难免会铣错方向，或是顾此失彼，铣对了这个却铣错那个。在此唯有多加注意，空间换算较为模糊时不妨直接放到飞机上比对确定后再铣。

4.3 做好导线的防护

在改装工作区有不少导线接头松开，导线处于松动状态。在改装过程中为了保证钻头、铰刀的垂直，需要不断调整导线的位置。这也就增加了导线与机身结构件磨擦造成损坏的概率。在整个改装过程中要做好这些导线的防护，避免导线磨断或绝缘层破损的情况。在进行恢复工作时也要注意检查这些导线的破损情况和防护物的撤离情况[5]。

【参考文献】

[1]AIRBUS.STRUCTURAL REPAIR MANUAL[M].2002-02-07.

[2]刘渊.EO-2012-A320-53-075-R1，东航股份工程技术公司，2013-11-26.

[3]王细洋.航空概论[M].航空工业出版社，2006-07-01.

[4]陆宁，樊江玲.机械原理[M].清华大学出版社，2012-7-16.

[5]里斯迈尔.维修与维修人员[M].中国民航出版社，2003-09-01.

[责任编辑：王楠]