邵博

摘要：現(xiàn)如今復合材料在飛機建造過程中的用量成為了衡量機體結構先進性、科學性的重要指標，復合材料零件有結構簡單、重量輕、使用壽命長、維護便利、可靠性高的優(yōu)勢，其應用可以提高飛機的有效載荷和起飛重量。因此，復合材料的使用能夠促進飛機復合材料構件的成型和固化技術的發(fā)展，復合材料的應用修理也成為了航空研發(fā)人員的重要研發(fā)方向。

關鍵詞：復合材料；飛機；應用修理

我國飛機的材料選用開始逐漸從金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榛祀s結構技術，應用材料變的更加可靠、安全、經(jīng)濟和舒適，這也是飛機運行發(fā)展所需要的。因此，復合材料本身具有的耐高溫、材質(zhì)輕等優(yōu)勢能夠滿足飛機對應用材料的要求，使其成為了飛機制造的主要結構件，并且用量在不斷加大。近年來復合材料在我國的航空領域取得很大成效，研發(fā)人員對復合材料使用要求也變得越來越嚴格，復合材料的修理技術和應用研究還需要不斷完善。

一、復合材料在飛機上的應用

（1）復合材料在旋翼槳葉上的應用。通過早期對復合材料的嘗試性使用，發(fā)現(xiàn)了復合材料的突出優(yōu)點，其優(yōu)異的抗疲勞性、多路傳載緩慢的裂紋擴展、簡易的模壓成形工藝都在旋翼槳葉上得到了體現(xiàn)。符合材料的應用不僅提高了飛機運行的安全，還降低了槳葉的使用壽命，降低維修成本，增加了航空公司的經(jīng)濟效益。通過專業(yè)人員對新翼型的研究，今年來我國研發(fā)了一系列新型飛機槳葉翼型。主要的特點是，翼型從對稱型變成了全彎曲、非對稱；槳尖形狀從矩形變成了后掠、尖削，改善了槳葉的載荷分布、振動、槳渦干擾和噪聲特性，并提高了旋翼的工作效率。設計人員還實現(xiàn)了槳葉性能和減振降噪的優(yōu)化，并在運行過程中取得了顯著成效。

（2）復合材料在槳轂的應用。槳轂的復合材料應用相對槳葉來說更加的困難。纖維纏繞環(huán)套式槳轂，能夠減輕槳轂的重量，提高安全性和可靠性。纖維纏繞內(nèi)、外環(huán)式槳轂盤能夠進行多路傳載，不僅美觀還安全。球柔性鉸接式槳轂結構簡單緊湊，需要定期進行維護，成本低。整體式的槳轂/旋翼軸組件能較少飛機的當量廢阻面積和耗油量，新型復合材料槳轂的柔性梁變形槳葉的揮舞、變矩運動、擺振的無軸承槳轂結構，是旋翼技術領域的重大突破。

（3）復合材料在機體結構的應用。飛機外形的曲面復雜，受載小，適合應用復合材料進行加工，提高機體的損傷容限，使飛機的運行更加安全可靠，滿足飛機的耐墜吸能和隱身結構設計需求。全復合材料機身和鋁合金準機相比，在機身重量、可靠性、生產(chǎn)成本和維護方面都有良好效益。復合材料在機體的尾梁、垂尾和平尾構件上首先進行了應用，既能減重又方便成形。輕小型飛機的結構簡單、壁薄、受載小，采用復合材料并不經(jīng)濟。

二、飛機復合材料結構修理

（一）補片式修理技術

（1）外搭接補片膠接法。在通過外搭接補片膠接法進行修復的過程中，最佳補片厚度應為母版厚度的一半，并根據(jù)母版厚度進行設定和調(diào)整，搭接長度要考慮到我國膠黏劑的使用性能。具體試驗表明，剛硬材料不能夠起到很好的效果，軟補片膠接強度低，在飛機運行維修過程中經(jīng)常出現(xiàn)問題。膠粘劑的強度會影響膠接口的強度，要根據(jù)使用材料的性質(zhì)進行修復。

（2）外搭接補片機械連接法。補片材料的選擇具有自主性，修補過程中沒有統(tǒng)一標準，可以是金屬板，也可以是復合材料面板，保證在飛機材料出現(xiàn)問題時及時的進行解決，這種方法在連接過程中要考慮到腐蝕問題。

（3）嵌入式補片修理法。該方法是水久性修理方法，修理過程是挖去一部分母體材料，在預浸料補片后與母體材料進行膠接。使用此種方法進行修復，不會對飛機的外觀產(chǎn)生影響，可以消除修理引起的偏心彎矩，在實際復合材料修補過程中得到了廣泛運用。

（二）非補片式修理技術

（1）涂層法。當復合材料的表面顯現(xiàn)出問題時，為了保證材料的安全性和材料外部的穩(wěn)定性，飛機研發(fā)人員會運用涂層法對表面密封層、防腐層、導電層進行修復。

（2）注射法。注射法可以對復合材料的損傷區(qū)進行有效的修理，特別是外層和邊緣分層的損傷，注射法的使用過程是以常溫固化和加熱固化的形式在損傷區(qū)注入樹脂進行修復。

（3）混合物填充法。混合物填充法和注射法極其相似，主要填充物是樹脂混合物。但兩者的實際填充物存在明顯差異，這種方法能夠修復較小的損傷，可以用來進行表面范圍和蜂窩夾層中修理。

（4）抽釘法。抽釘法能有效的控制小損傷的擴大，在使用過程中加強分層區(qū)域或脫膠區(qū)的樹脂注射法和混合物填充，來保證外界傳載力的修復，目前已被廣泛運用到碳纖維的邊緣分層修理，并取得了良好效果。

三、總結

復合材料是飛機制造過程中急需的理想型材料，現(xiàn)已被廣泛應用于到機翼、機身和發(fā)動機部件中，成為了現(xiàn)代機體結構的主要組成部分，并且其損傷形式也存在不同，這對復合材料修理技術的研究有重要意義。

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