飛機復合材料部件的維修技術

碳纖維復合材料結構被人們描述為“黑色的藝術品”，同時人們也正在不斷努力使其更加可控和可預測。但是，目前這種結構的可靠性和維修性仍然是擺在大家面前的一個難題。



雖然復合材料早在1985年就被用于飛機主結構部件，但是其維修技術卻進展緩慢，使用螺栓連接的金屬片材維修仍然是工程師們的優先選擇。人們在粘接維修方面做了大量工作，但是粘接的質量控制仍然無法使人滿意。根據空客公司復合材料高級專家Roland Thevenin 說，主要的原因是復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行，那么任何人都無法高質量完成這些維修工作。因此，復合材料維修一方面需要對工作車間進行認證，而不是由單個個人來進行；另一方面，飛機維修工人也需要取得認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行連續準確測量，而只是測量其中某一個點的溫度，就很難保證維修部位的有效固化和粘接。人們在做這項工作時必須清楚維修工藝的嚴格要求。此外，隨著更多復合材料飛機機隊的增加，將有更多的人涉及復合材料的維修。只有進行有效的培訓和認證才能保證復合材料維修朝著正確的方向進行。這就是為什么空客公司要求維修人員拿到EASA和美國FAA復合材料維修認證的原因”。

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787飛機的維修

波音公司即將進入服役的787“夢幻班機”技術維修將是一個重要挑戰。波音787總機械師Justin Hale說：“一直以來，我們都認為必須繼續進行粘接維修，因為粘接維修的整體性不能得到有效驗證的觀點正在逐漸改變。雖然美國FAA認為粘接維修已經不是什么重要的問題，但是歐洲EASA卻對此持有懷疑的態度。因此，這些管理當局之間的不同意見可能最終導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結構維修手冊中還是包括三種維修方法：螺栓連接、粘接和快速復合材料維修。其中快速復合材料維修是指在一個小時內把復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構可以保持4層的強度，從而使飛機能夠重新飛行。而螺栓連接維修主要包括鈦合金、鋁合金和碳纖維復合材料等部件。