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航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是由不同材料的复合而成，具有轻质、高强度、耐腐蚀和耐疲劳等特点，因此在航空工业中得到了广泛的应用。
航空复合材料在使用过程中可能会受到各种外部因素的影响，从而产生不同程度的损伤。
损伤的及时发现和修复对于保证飞机的飞行安全和延长使用寿命至关重要。
对航空复合材料的损伤与维修进行深入了解和研究是非常有必要的。
航空复合材料的损伤类型主要包括表层损伤、孔洞、压缩损伤、剪切损伤和褶皱等。
表层损伤是最常见的一种损伤类型，通常是由于外部冲击或者磨损造成的。
孔洞则是由于外力穿透复合材料而产生的，比如碰撞或者腐蚀等原因会导致复合材料表面产生孔洞。
压缩损伤和剪切损伤则是由于外部载荷作用在材料表面上引起的，而褶皱损伤则是由于扭曲或者撞击引起的。
这些损伤类型的产生会导致航空复合材料的性能下降，甚至对飞行安全构成威胁，因此需要及时进行修复。
航空复合材料的维修方式多样，常见的维修方法包括表层维修、穿孔维修、压缩维修、剪切维修和褶皱维修等。
表层维修主要是通过填充材料、修补材料或者热固型备用层来修复表面损伤。
穿孔维修则是通过填充材料、镶补材料或者添加支撑来修补孔洞。
压缩维修和剪切维修主要是通过添加支撑或者填充材料来修复压缩损伤和剪切损伤。
而褶皱维修则是通过热固型备用层、填充材料或者挤压来修复褶皱损伤。
这些维修方法需要根据具体损伤类型和损伤程度来选择，以确保修复效果和飞行安全。
航空复合材料的损伤与维修是一个复杂而严谨的过程，需要有专业的知识和技能来进行。
对于损伤的检测和评估，需要利用一系列的无损检测技术和工具来确定损伤的类型与程度。
对于维修材料和工艺的选择，需要根据实际情况来确定最合适的方法和材料，以确保维修效果和材料性能的匹配。
维修过程需要遵循严格的规范和流程，以确保维修效果符合要求，并且飞行安全得到保障。
在航空复合材料的损伤与维修过程中，有一些常见的问题需要引起重视。
是维修材料与基材之间的兼容性问题，选用的维修材料需要与基材具有良好的兼容性，以避免在使用过程中产生新的损伤。
飞机复合材料结构修理技术1 复合材料在飞机上的应用复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。
一般由基体材料和增强材料所组成。
复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
随着玻璃纤维、凯夫拉、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。
在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。
从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。
波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。
在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上[2]。
显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对航空企业特别是航空维修企业是多么重要。
2 复合材料结构修理技术飞机复合材料的修理目的是最大限度的恢复飞机结构的完整性和安全性，主要修理的效果如何与多种因素有关，如修理后的强度、耐久性、气动平滑度、重量、工作温度、环境因素等[3]，强度主要考虑恢复结构的刚度、静强度和疲劳强度，因此，为了避免修理中出现意外的错误，必须严格按照一定的操作规程进行，一般的修理程序为：找出损伤区域→评估损伤的程度→损伤应力的评估→修理方案设计→修理结构的准备→补丁的制造→补丁的安装→修理后的无损检测。
当今复合材料修理的主要工艺有以下几种：2.1 复合材料的连接和打孔飞机复合材料不同于其他金属或合金材料，由于自身的特点，在修理时容易出现下列问题[4]：复合材料件装配前的钻孔困难，容易磨损钻具，钻孔附近易出现分层现象；复合材料与金属件连接时，由于电位差较大，容易腐蚀金属件；复合材料装配时易造成损伤等，基于这种种原因，必须对打孔和连接工艺做特殊的处理，才能保证复合材料件的安装和修理后的使用安全。
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是航空领域中使用非常广泛的一种材料，它因具有高强度、轻质和耐腐蚀等优点而受到航空制造业的青睐。
航空复合材料在使用过程中很容易受到损害，而且一旦受损，其修复也颇具挑战性。
本文将着重讨论航空复合材料的损伤类型、对修复的影响以及常见的修复方法。
一、航空复合材料的损伤类型航空复合材料的损伤种类相对较多，主要包括以下几种：1. 冲击损伤：机身在高速飞行时容易受到外部物体的撞击，如鸟类、冰雹等，导致复合材料表面的凹陷、开裂或穿孔等损伤。
2. 磨损损伤：机身在飞行中所受到的空气动力学和大气环境的影响，可能导致表面磨损和龟裂。
3. 静载荷损伤：长时间使用或超负荷使用导致的损伤，如疲劳裂纹、层板剥离等。
4. 热损伤：高温环境下，复合材料会因受热膨胀、层板变形而产生损伤，如树脂老化、层板分层等。
5. 化学损伤：如受到化学品腐蚀或大气环境中含有腐蚀性物质而导致的化学损伤。
以上几种损伤类型都可能对飞机的安全性和性能造成影响，因此损伤后需要及时进行修复。
航空复合材料的故障修复工作是非常复杂和技术含量较高的工作。
不同类型的损伤会对修复工作产生不同的影响，主要包括以下几个方面：1. 结构强度影响：部分损伤可能导致结构强度的下降，如果严重损伤未得到修复，可能对飞行安全产生严重风险。
2. 性能和寿命影响：损伤修复质量的好坏会直接影响到复合材料的使用性能和寿命。
3. 修复成本和时间：不同类型的损伤修复所需的成本和时间也会有所不同，一些较为严重的损伤修复可能需要更多的成本和时间。
4. 修复复杂度：不同类型的损伤可能需要不同的修复技术和材料，因此修复的复杂度也会有所不同。
在进行复合材料损伤修复时，需要全面考虑到以上因素，选择合适的修复方法和材料。
对于航空复合材料的损伤修复，其修复方法和材料种类繁多，下面为大家介绍一些常见的修复方法：1. 粘接修复：粘接是一种常用的复合材料修复方法，通常使用环氧树脂等粘合剂将损伤部位补复。
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是由两种或两种以上的不同材料经过复合成型而形成的材料。
它具有轻重比低、强度高、抗腐蚀性强、疲劳寿命长等优点，因此在航空、航天、航海等领域得到了广泛的应用。
然而，航空复合材料在使用过程中也会出现损伤，例如划痕、冲击、疲劳等，这些损伤如果不及时修复将影响材料的使用性能和寿命。
航空复合材料的损伤种类有很多，主要包括以下几种：1. 划痕：航空复合材料表面会因为划痕而出现损伤。
这种损伤通常在航空器进入和退出机库时发生，或者在操作过程中与工具或设备等硬物接触时发生。
2. 冲击：在航空器着陆或起飞时，航空复合材料可能会因为冲击而发生损伤。
此外，在地面操作时，机械设备也可能会造成航空复合材料的冲击。
3. 疲劳：在航空复合材料承受多次载荷时，可能会产生疲劳现象，导致材料的强度和质量下降。
疲劳损伤通常是由周期性载荷引起的。
4. 裂纹：如果航空复合材料承受的载荷超过材料的极限，就可能会导致裂纹的形成。
这种损伤会在时间的推移中越来越严重，并最终导致材料的破坏。
为了保证航空复合材料的使用性能，在材料出现损伤时需要及时进行维修。
航空复合材料的维修方法包括以下几种：1. 填补法：如果发现航空复合材料表面有小的划痕或凹陷，可以使用填补法进行修复。
填补法是将填料和增强材料混合均匀，然后让混合物固化在受损处。
填补时需要保证填料和增强材料与原材料的性能相近。
2. 补丁法：对于较大的划痕或裂纹，可以使用补丁法进行修复。
补丁法是将增强材料与航空复合材料表面连接处一起修补，以增加航空复合材料的强度。
补丁法需要将受损处周围的区域削减，然后使用增强材料和航空复合材料进行补丁。
3. 粘接法：粘接法可以修复航空复合材料的板面和各种形状的组件，如管道、隔板等。
粘接需要将两个表面完全清洁干净，并使用特殊的胶粘剂使两个表面牢固地结合在一起。
4. 确定不可修复：如果受损面积过大或受损太严重无法使用维修方式进行修复，需要将整个部件进行更换。
飞机的复合材料修理：飞机复合材料通常被称为先进复合材料（Advanced Composite Material，ACM）。
它使用高强度的纤维增强材料，嵌入在一种树脂基体里，以层或层片的形式叠加起来，形成层板，具有高强度，结实坚硬，能够减轻飞机结构重量，还具有抗腐蚀、破损安全性高等优点。
复合材料的修理工序也极其专业，涉及检查、去除修复损伤、打磨、清洁、制作浸布、铺层、粘接以及固化等众多复杂环节，其特点可用“精细”二字形容。
他们穿着白大褂、戴着口罩和细纱手套……远看你会以为这是一间手术室，其实这里是Ameco复合材料修理车间的洁净室。
仅从工作场所上看，已能略猜出一二，复合材料的修理规格不一般。
近年来，复合材料作为飞机结构件的“新宠”，越来越多地被使用在飞机上，如飞机的整流罩、控制面、起落架舱门、大翼和安定面前后缘等部位。
据悉，在波音787等一系列先进客机上，复合材料使用的比重甚至超过50%。
但提及复合材料的修理，却鲜为人知。
其实，复合材料的修理过程很有意思，就像是为飞机表面做“外科手术”。
但整个手术又涉及众多环节，每个环节都能展示出操作者的“十八般武艺”。
诊断：“病情损伤”靠耳朵复合材料的特点是层面多，有点像“多层三明治”，中间夹层结构是蜂窝芯体，外面覆盖蒙皮，所有材料均由胶膜粘接。
蒙皮也有多层，拿飞机大翼盖板来说，从里至外分别由三层碳纤维和一层玻璃纤维组成。
郭玉明是Ameco复合材料车间的一位年轻修理工，他常拿着专业敲击棒在一块襟翼盖板上轻轻敲击。
他说，这个方法是为了查出那些从部件表面看不出来的“内伤”，比如开胶或脱层。
“这个地方声音清脆，说明它是完好区域，而这个地方声音沉闷、有点混沌，应该是有脱层。
”据郭玉明讲，这份“练耳朵”的能力可不是随便谁都行的，需要多次实战磨炼和领悟。
出师2年的郭玉明，当初为了练好这项本领，没少在部件上做“听音练耳”。
此外，复合材料损伤的检查方法还有超声波、红外线热成像等。
航空复合材料的损伤与维修航空复合材料是指由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料，常见的包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
航空复合材料的优点是具有高强度、高刚度和低密度等特点，因此在航空领域得到广泛应用。
航空复合材料也存在着损伤的问题，比如颗粒撞击、冲击、烧毁等。
这些损伤不仅会降低航空复合材料的力学性能，甚至可能导致部件失效。
对于航空复合材料的损伤进行及时的维修是非常重要的。
航空复合材料的损伤主要表现为表面损伤和体内损伤两种。
表面损伤包括划痕、磨损、龟裂等，这些损伤相对较浅，可以通过表面修复来解决。
体内损伤包括层间开裂、纤维断裂、树脂破裂等，这些损伤更为严重，需要通过打孔或剥离等操作来进行修复。
不同类型的损伤需要采取不同的修复方法。
航空复合材料的维修主要包括三个步骤：损伤评估、修复准备和实际修复。
损伤评估是维修的第一步，目的是识别和评估损伤的类型和程度。
这可以通过目视检查、打击试验、光学显微镜等手段来完成。
在这一步中，可以确定出哪种类型的损伤，从而为后续的修复工作提供指导。
修复准备是维修的第二步，包括准备材料和工具。
根据损伤的类型和程度，选择合适的修复材料，如纤维布、树脂、填充料等。
准备好需要使用的工具，如剪刀、温控烘箱等。
修复准备的关键是确保所选材料和工具的质量和适用性。
实际修复是维修的第三步，其中最常见的方法是手工修复和机械修复。
手工修复主要包括将损伤部位清洁干净，涂抹树脂，覆盖纤维布，进行压紧，然后经过固化和清洁等步骤。
机械修复主要是利用机械设备来进行修复，如打孔、封孔等。
需要注意的是，在进行航空复合材料的维修时，要严格遵守相关的维修规范和要求。
维修后应进行严密的检验，以确保修复后的复合材料能够满足使用要求和安全性能。
航空复合材料的损伤与维修是航空领域中一个重要的课题。
正确识别和评估损伤、选择合适的修复方法和材料，以及严格遵守维修规范和要求，都是确保航空复合材料维修质量和安全性能的关键。
常见飞机蜂窝板损伤形式及修理方法航空器复合材料中的蜂窝板是由薄而强的两层面板中间胶接蜂窝材料而成的一种新型复合材料，也称蜂窝层合结构(见图1)。
其面板选材有金属板、玻璃纤维、石英纤维、碳纤维等；夹心材料主要有芳纶、玻璃纤维、铝合金及发泡型结构。
蜂窝可制成不同的形状。
飞机上的蜂窝结构是由耐腐蚀夹心、面板、衬垫、隔板（假梁）、边肋等零件胶合而成。
面板与夹芯之间用胶膜胶接，蜂窝夹芯用芯子胶和耐腐蚀胶根据实际需要形状施加真空压力后加温胶接成型。
图1 蜂窝夹心板结构一、航空复合材料蜂窝结构损伤种类根据航空复合材料蜂窝结构部件在使用过程中可能出现损伤的情况，我们可以大致将胶接蜂窝结构部件的损伤分以下5类：1、表面损伤图2 典型表面凹坑此类损伤一般通过目视检查发现，包括表面擦伤、划伤、局部轻微腐蚀、表面蒙皮裂纹、表面小凹坑和局部轻微压陷等。
这类损伤一般对结构强度不产生明显的削弱。
2、脱胶及分层损伤该损伤是指纤维层与层之间或面板与夹芯之间的树脂失效缺陷，主要通过敲击检查、超声波检测等手段发现。
此类损伤一般不引起结构外观变化，大多是在生产过程中造成的初始缺陷，并在反复使用过程中缺陷不断扩展而导致的。
脱胶或分层面积过大会引起整体复合材料强度的削弱，应及时予以修补。
3、单侧面板损伤这类损伤包括单侧面板局部压陷、破裂或穿孔，一般通过目视检查即可发现。
该类型损伤能使一侧面板和蜂窝夹芯都受到损伤（表面塌陷），对气动性能和结构强度影响较大。
一旦发现该类损伤必须经过修理和检验确认后方能能重新使用。
4、穿透损伤该类型损伤是指蜂窝部件出现穿透性损伤、严重压陷和较大范围的残缺损伤等。
此类损伤对结构性能和强度有严重的影响，根据受损情况立即予以修理或按需更换新件。
5、内部积水该损伤原因主要由于蜂窝结构边缘或蜂窝材料对接边缘密封不严或密封失效，在长期使用过程中由于雨水渗透、油液浸泡以及水汽冷凝而造成蜂窝夹芯出现积水。
虽然一般情况蜂窝内部积水不会造成严重影响；但在冬季日夜气温变化较大的情况下，由于积液结冰膨胀将会会造成复合材料部件内部树脂基体脱胶；同时在积液的长期浸泡下也会使复合材料的树脂基体的胶接强度大幅降低而降低部件的整体性能；特别是各类复合材料制备的舵面、襟翼、翼身整流罩及发动机部件等，均应及时检查其内部蜂窝结构的积水情况并作出相应修理措施。
DA42NG 飞机复合材料三四级损伤修理流程分析卿昕中国民用航空飞行学院 四川德阳 618300摘要： DN42NG 飞机由奥地利钻石飞机公司设计制造，机身、机翼、安定面、操纵舵面等结构均为复合材料。
某校大量采购了DN42NG 飞机作为中教机使用。
随着飞机运行量的增加，各分院的DA42NG 飞机已经出现飞机表面漆层甚至复合材料划伤、裂纹、破孔等损伤，并且随着飞机运行量的进一步增加，鸟击、碰撞等外来物撞击带来的损伤以及日常飞行训练造成的损伤也将会继续增加。
因此，针对DA42NG 飞机三四级损伤修理的流程进行分析和研究具有重要意义。
关键词： 复合材料 打磨 飞机三四级损伤 铺层 固化 喷漆中图分类号： V267.4文献标识码： A文章编号： 1672-3791(2024)04-0128-04Analysis of the Process of Repairing the Three-and Four-LevelDamage of the Composite Materials of DA42NG AircraftQING XinCivil Aviation Flight University of China, Deyang, Sichuan Province, 618300 ChinaAbstract: The DN42NG aircraft was designed and manufactured by Diamond Aircraft Corporation in Austria, and its fuselage, wings, stabilizers, control surfaces and other structures were composite materials. A university purchased a large number of DN42NG aircraft as intermediate trainers. With the increase of aircraft operating capacity, DA42NG aircraft in each school has already appeared scratches, cracks, holes and other damage on the surface paint⁃coat and even composite materials of aircraft, and with the further increase of aircraft operating capacity, the damage caused by foreign object impacts such as bird strikes and collisions and routine flight training will continue to in⁃crease, so it is of great significance to analyze and study the process of repairing the three-and four-level damage of DA42NG aircraft.Key Words: Composite material; Grinding; Three-and four-level damage of aircraft; Lamination; Curing; Paint spraying随着我国航空领域的不断发展，复合材料因为其重量轻、比强度高和耐磨损等优点逐渐代替金属成为航空器制造业的新宠，所带来的是燃料消耗的减少和更舒适的驾乘体验，因此其使用量的多少也成为衡量一种飞机先进性与否的重要参考标准。
飞机的复合材料修理：飞机复合材料通常被称为先进复合材料（Advanced Composite Material，ACM）。
它使用高强度的纤维增强材料，嵌入在一种树脂基体里，以层或层片的形式叠加起来，形成层板，具有高强度，结实坚硬，能够减轻飞机结构重量，还具有抗腐蚀、破损安全性高等优点。
复合材料的修理工序也极其专业，涉及检查、去除修复损伤、打磨、清洁、制作浸布、铺层、粘接以及固化等众多复杂环节，其特点可用“精细”二字形容。
他们穿着白大褂、戴着口罩和细纱手套……远看你会以为这是一间手术室，其实这里是Ameco复合材料修理车间的洁净室。
仅从工作场所上看，已能略猜出一二，复合材料的修理规格不一般。
近年来，复合材料作为飞机结构件的“新宠”，越来越多地被使用在飞机上，如飞机的整流罩、控制面、起落架舱门、大翼和安定面前后缘等部位。
据悉，在波音787等一系列先进客机上，复合材料使用的比重甚至超过50%。
但提及复合材料的修理，却鲜为人知。
其实，复合材料的修理过程很有意思，就像是为飞机表面做“外科手术”。
但整个手术又涉及众多环节，每个环节都能展示出操作者的“十八般武艺”。
诊断：“病情损伤”靠耳朵
复合材料的特点是层面多，有点像“多层三明治”，中间夹层结构是蜂窝芯体，外面覆盖蒙皮，所有材料均由胶膜粘接。
蒙皮也有多层，拿飞机大翼盖板来说，从里至外分别由三层碳纤维和一层玻璃纤维组成。
郭玉明是Ameco复合材料车间的一位年轻修理工，他常拿着专业敲击棒在一块襟翼盖板上轻轻敲击。
他说，这个方法是为了查出那些从部件表面看不出来的“内伤”，比如开胶或脱层。
“这个地方声音清脆，说明它是完好区域，而这个地方声音沉闷、有点混沌，应该是有脱层。
”据郭玉明讲，这份“练耳朵”的能力可不是随便谁都行的，需要多次实战磨炼和领悟。
出师2年的郭玉明，当初为了练好这项本领，没少在部件上做“听音练耳”。
此外，复合材料损伤的检查方法还有超声波、红外线热成像等。
去除损伤：完美“手术切割”工艺
去除复合材料损伤的工序很讲究。
黄景森是Ameco复合材料车间的工艺工程师。
据他介绍，切割一块盖板表面的损伤蒙皮，可以用切割片的边缘切去脱层部分。
如果是蜂窝芯损坏，工作就会更复杂，要用切割片沿着损伤区域的蒙皮边
沿切割。
损伤深度不同，切割程度有别，之后再更换相同尺寸的新蜂窝芯。
黄景森说，复合材料的蒙皮和蜂窝都很薄，切割时还要将切口修理成光滑形状，边角应有0.5英寸或更大半径。
切割时下手要沉稳，用力适度，如果过重会导致完好层面的无辜受损，过轻又不能完全除去受损面。
这和手术切割是一个道理。
打磨：坡度处呈现色彩晕染的美
损伤处理后就是修补阶段，第一步是打磨。
丁华是Ameco复合材料车间的资深专家，他选用了90度打磨机，上面安装了砂片。
砂片飞速旋转，凡接触到的材料顿时化作粉尘飞扬，被防爆吸尘器收入囊中。
为此，在现场作业时，工作人员必须佩戴口罩作业。
打磨范围通常要比受损区域大。
丁华用很轻的力道在部件表面均匀摩擦。
漆面和蒙皮逐渐褪去，打磨区也越来越薄，轻微凹陷，直至完工后呈现出一个圈状。
此时蒙皮已完全去除，区域边界自然呈现出一定的坡率，由外至里倾斜。
虽然肉眼很难分辨，用手指却能触摸到。
打磨后的表面平整光滑，由于漆色磨掉，边界处的色彩晕染开来，非常之美。
修补：独创的“打补丁”艺术
打磨完成后，丁华将清洁干净的盖板送入洁净室“打补丁”，即将受损修复部位用新的复合材料铺层、粘接。
他先用记号笔在盖板上画出区域边界，印到模板上，之后依照尺寸，制作“补丁”材料，也就是修理补片，方法是让树脂胶浸透纤维布。
丁华像做布艺手工一样，用大裁剪刀将修理补片按模板剪成不同的形状。
在铺层前最重要的步骤就是清洁。
洁净室里无尘，对温度、湿度要求也有规定，这些都为修理件的粘接、胶体固化提供了良好的条件。
在铺层时，丁华将修理补片按照维修手册规定的纤维方向，按尺寸由小到大的顺序逐步覆盖，下面是碳纤维，最外层是玻璃纤维，当几层浸布铺好后，“补丁”也就打成了。
据丁华介绍，所有飞机部件中属雷达罩的铺层最复杂。
因为表面有弧度，会留下褶皱和缝隙，这时全靠师傅的一双手，一寸一寸赶着布走，直到全部平整。
有时一个看似不大的雷达罩损伤区，能累得师傅满头大汗。
真空美容：还原完美的状态
打完“补丁”后，Ameco修理车间的小师傅乔玮展示了他为“补丁”做真
空美容的绝活儿。
真空方法的目的是，为了向粘接面增加压力。
乔玮制作真空袋的材料可谓丰富多样，他一边码放，一边强调顺序绝对不能乱。
乔玮先在铺层完毕的区域上覆盖一层有孔分离膜，之后铺一层吸胶布，以吸收多余的胶体，之后还要覆盖无孔分离膜和透气布。
如果材料需要加温，还要放置电热毯和热电偶。
最后，再用真空袋封严，将吸力器与抽真空仪器管路连接，启动后仅需2分钟，真空袋里的气体就被完全抽干，所有材料紧密地贴合在一起。
乔玮说，制作完真空袋还要进行真空压力测试，以测试真空袋的密封状况。
在真空状态下，高温修理的方法需要持续3个小时，室温修理的方法需要24小时~48小时，这样胶状液体才能实现完全固化，材料的粘接效果也才能达到最坚固的状态。
从事复合材料修理的师傅都有一双灵巧的手，每个人都能熟练地完成全套复合材料的“手术”。
这双手中握着“柳叶刀”的专业权威、严谨的工序和精湛的技术，既修复了飞机的损伤，也交付了一架架健康的飞机。
