邵逸銳 徐天杰

（北京飛機維修工程有限公司重慶分公司，重慶404100）

1 概述

復合材料：由基體材料和增強材料為主要組成的材料，其綜合性能優(yōu)于原始組成的材料。對于現(xiàn)階段國內(nèi)服役的主要機型，如A320 系列和B737 系列飛機，復合材料主要用于承受和傳遞局部氣動載荷的次要結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2 復合材料風蝕

飛機復合材料結(jié)構(gòu)的損傷類型較多，按照損傷現(xiàn)象來分類：分層、脫膠、凹坑、穿孔、風蝕損傷等，其中，最常見且不能避免的是復合材料迎風面風蝕損傷。飛機表面復合材料的風蝕：飛機迎風面構(gòu)件在飛行過程中受到氣流中的砂塵，雨水等其他粒子的沖擊，磨蝕所產(chǎn)生的損傷。

復合材料風蝕如果任其發(fā)展，一般會經(jīng)歷三個階段：首先，保護層損傷（如漆層，合成橡膠或金屬涂層），使復合材料本體直接暴露在外，開始受到氣流中介質(zhì)的沖擊，磨蝕。第二階段，暴露在外的復合材料本體直接受到侵蝕。復合材料的硬度較低，持續(xù)侵蝕造成材料的缺失、剝落，形成小的缺口，凹坑。第三階段，損傷持續(xù)擴大，出現(xiàn)嚴重風蝕的損傷，其表象特征有穿孔，鋪層剝離、分層等。嚴重風蝕損傷，減少了材料的厚度，表面厚度不均，材料強度會受到很大影響。因此在日常維護中要避免風蝕損傷發(fā)生到第三階段，減少第二階段復合材料本體的暴露時間。

3 沖壓空氣進氣口前緣風蝕修理

A320 系列飛機的沖壓空氣進氣口前緣經(jīng)常會出現(xiàn)風蝕的損傷。如圖1 所示，機身外部的冷空氣由沖壓空氣進口進入空調(diào)系統(tǒng)，通過熱交換器的流動以降低來自引氣系統(tǒng)的熱空氣的溫度。沖壓空氣進氣口前緣是固定的，由復合材料制成，內(nèi)部是硬質(zhì)泡沫芯，外部由數(shù)層預浸料鋪層包裹。根據(jù)近些年的維修記錄，大部分進廠做C 檢的A320 系列飛機該位置都會出現(xiàn)風蝕損傷，嚴重的甚至出現(xiàn)穿孔的損傷。

圖1a A320 系列飛機的沖壓空氣進氣口示意圖

圖1b A320 系列飛機的沖壓空氣進氣口風蝕一階段損傷

圖1c A320 系列飛機的沖壓空氣進氣口風蝕二階段損傷

結(jié)構(gòu)修理手冊中提供了兩種關(guān)于該處風蝕損傷的修理方法：玻璃纖維修理和鋁補片修理[1]。歸納如下：方案一：玻璃纖維修理方案（SRM53-35-12-300-002），參照圖2。a.打磨去除損傷區(qū)域表面保護層并清潔修理區(qū)域。b.用粘接劑（08-017A）填充損傷區(qū)域，在室溫下固化。c.打磨修理區(qū)域得到原始的表面輪廓并清潔。d.用玻璃纖維布（05-007）和層壓樹脂（08-070）制作鋪層。e.在修理區(qū)域鋪放修理鋪層。f.真空條件下固化樹脂。g.恢復表面保護層。

圖2 沖壓進氣口玻璃纖維修理方案

方案二：鋁補片修理方案（SRM53-35-12-300-001），參照圖3。a.打磨并清潔修理區(qū)域；b.按照要求尺寸裁剪和準備修理補片。c.修理補片涂裝前處理的預處理（鉻酸陽極氧化（CAA）或化學轉(zhuǎn)化膜（CCC））。d.在修理補片上涂刷結(jié)構(gòu)漆（防腐蝕底漆和聚氨酯面漆）。e.用粘接劑（08-017A）填充損傷區(qū)域。f.在補片和修理區(qū)域的接觸面都涂上一層粘接劑，確保填滿補片和修理區(qū)域之間的間隙。g.安裝補片。用手壓實，擠出多余的膠糊并去除。用膠帶固定，保持在正確的位置。h.室溫下固化膠糊。 i.用清潔劑清潔修理區(qū)域。

圖3 沖壓進氣口鋁補片修理方案

從兩個修理方案歸納可以看出，修理方法類似，都需要粘接劑（08-017A）填充損傷區(qū)域，一個是用玻璃纖維和層壓樹脂制作修理補片，另一個方案是用0.4mm 的CLAD 2024-T3 制作修理補片。但是從修理后的使用情況來看，修理方案二運行耐久性更好。用方案一進行修理以后，在臨近的C 檢維修中，大部分都會再次發(fā)現(xiàn)風蝕損傷，還需要重新修理。安裝過鋁合金補片的飛機，只需要恢復漆層而已。對于沖壓進氣口沒有安裝過鋁補片的飛機，由于復合材料迎風面的風蝕損傷不能完全避免，在平時航線航后維護中沒有及時發(fā)現(xiàn)并處理該類損傷，把風蝕損傷嚴格控制在第一階段，甚至到了風蝕的第二階段還在任其發(fā)展。所以造成了損傷修理方案1 的使用情況不理想。

4 結(jié)論

風蝕損傷都是發(fā)生在構(gòu)件迎風區(qū)域的表面，該損傷一般采用目視檢查就可以發(fā)現(xiàn)。對于風蝕損傷第一階段的修理，往往只需要打磨去除損傷的漆層，重新刷漆或者安裝保護層。及時發(fā)現(xiàn)風蝕損傷，及時修理，則維護起來相對簡易，且修理維護成本小，所以，應該把部件的風蝕損傷控制在損傷的第一階段。反之，如果發(fā)展成為嚴重風蝕造成分層或者穿孔，則維修過程復雜，且維修成本大。平時航后例行工作檢查時，目視檢查一定要檢查到位，如有風蝕損傷，盡可能對其處理，將風蝕損傷控制在可接受的水平內(nèi)，避免輕微風蝕發(fā)展到嚴重風蝕。在做C 檢或者專門針對沖壓空氣進氣口前緣維修時，對于沒有采用修理方案二修理的飛機，對該位置的損傷盡量采用方案二進行修理。減少后續(xù)的重復維修，降低維修成本，減少飛機的維修停場時間，提高飛機的使用效率。