飛機(jī)復(fù)合材料部件的維修技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)被人們描述為“黑色的藝術(shù)品”，同時人們也正在不斷努力使其更加可控和可預(yù)測。但是，目前這種結(jié)構(gòu)的可靠性和維修性仍然是擺在大家面前的一個難題。



雖然復(fù)合材料早在1985年就被用于飛機(jī)主結(jié)構(gòu)部件，但是其維修技術(shù)卻進(jìn)展緩慢，使用螺栓連接的金屬片材維修仍然是工程師們的優(yōu)先選擇。人們在粘接維修方面做了大量工作，但是粘接的質(zhì)量控制仍然無法使人滿意。根據(jù)空客公司復(fù)合材料高級專家Roland Thevenin 說，主要的原因是復(fù)合材料維修粘接工藝無法得到精確控制。他說，如果我們不能按照維修制造工藝進(jìn)行，那么任何人都無法高質(zhì)量完成這些維修工作。因此，復(fù)合材料維修一方面需要對工作車間進(jìn)行認(rèn)證，而不是由單個個人來進(jìn)行；另一方面，飛機(jī)維修工人也需要取得認(rèn)證資格以證明其維修能力。Thevenin說：“如果在整個維修過程中沒有對固化溫度進(jìn)行連續(xù)準(zhǔn)確測量，而只是測量其中某一個點(diǎn)的溫度，就很難保證維修部位的有效固化和粘接。人們在做這項(xiàng)工作時必須清楚維修工藝的嚴(yán)格要求。此外，隨著更多復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)隊(duì)的增加，將有更多的人涉及復(fù)合材料的維修。只有進(jìn)行有效的培訓(xùn)和認(rèn)證才能保證復(fù)合材料維修朝著正確的方向進(jìn)行。這就是為什么空客公司要求維修人員拿到EASA和美國FAA復(fù)合材料維修認(rèn)證的原因”。

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787飛機(jī)的維修

波音公司即將進(jìn)入服役的787“夢幻班機(jī)”技術(shù)維修將是一個重要挑戰(zhàn)。波音787總機(jī)械師Justin Hale說：“一直以來，我們都認(rèn)為必須繼續(xù)進(jìn)行粘接維修，因?yàn)檎辰泳S修的整體性不能得到有效驗(yàn)證的觀點(diǎn)正在逐漸改變。雖然美國FAA認(rèn)為粘接維修已經(jīng)不是什么重要的問題，但是歐洲EASA卻對此持有懷疑的態(tài)度。因此，這些管理當(dāng)局之間的不同意見可能最終導(dǎo)致波音和空客公司在維修能力方面的不同”。



盡管如此，波音公司的787結(jié)構(gòu)維修手冊中還是包括三種維修方法：螺栓連接、粘接和快速復(fù)合材料維修。其中快速復(fù)合材料維修是指在一個小時內(nèi)把復(fù)合材料維修件粘接到損壞部位表面，這主要用于像小溝槽之類的輕度損傷（如在8層部件上有3層深的損壞），這些維修粘接件對結(jié)構(gòu)可以保持4層的強(qiáng)度，從而使飛機(jī)能夠重新飛行。而螺栓連接維修主要包括鈦合金、鋁合金和碳纖維復(fù)合材料等部件。