飞机复合材料部件的维修技术

碳纤维复合材料结构被人们描述为“黑色的艺术品”，同时人们也正在不断努力使其更加可控和可预测。但是，目前这种结构的可靠性和维修性仍然是摆在大家面前的一个难题。



虽然复合材料早在1985年就被用于飞机主结构部件，但是其维修技术却进展缓慢，使用螺栓连接的金属片材维修仍然是工程师们的优先选择。人们在粘接维修方面做了大量工作，但是粘接的质量控制仍然无法使人满意。根据空客公司复合材料高级专家Roland Thevenin 说，主要的原因是复合材料维修粘接工艺无法得到精确控制。他说，如果我们不能按照维修制造工艺进行，那么任何人都无法高质量完成这些维修工作。因此，复合材料维修一方面需要对工作车间进行认证，而不是由单个个人来进行；另一方面，飞机维修工人也需要取得认证资格以证明其维修能力。Thevenin说：“如果在整个维修过程中没有对固化温度进行连续准确测量，而只是测量其中某一个点的温度，就很难保证维修部位的有效固化和粘接。人们在做这项工作时必须清楚维修工艺的严格要求。此外，随着更多复合材料飞机机队的增加，将有更多的人涉及复合材料的维修。只有进行有效的培训和认证才能保证复合材料维修朝着正确的方向进行。这就是为什么空客公司要求维修人员拿到EASA和美国FAA复合材料维修认证的原因”。

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787飞机的维修

波音公司即将进入服役的787“梦幻班机”技术维修将是一个重要挑战。波音787总机械师Justin Hale说：“一直以来，我们都认为必须继续进行粘接维修，因为粘接维修的整体性不能得到有效验证的观点正在逐渐改变。虽然美国FAA认为粘接维修已经不是什么重要的问题，但是欧洲EASA却对此持有怀疑的态度。因此，这些管理当局之间的不同意见可能最终导致波音和空客公司在维修能力方面的不同”。



尽管如此，波音公司的787结构维修手册中还是包括三种维修方法：螺栓连接、粘接和快速复合材料维修。其中快速复合材料维修是指在一个小时内把复合材料维修件粘接到损坏部位表面，这主要用于像小沟槽之类的轻度损伤（如在8层部件上有3层深的损坏），这些维修粘接件对结构可以保持4层的强度，从而使飞机能够重新飞行。而螺栓连接维修主要包括钛合金、铝合金和碳纤维复合材料等部件。 

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