民用飛機復合材料維修性設計要求初步探討

王潔萱

【摘 要】民用飛機各主要系統、零部件在設計研制過程中應首先制定維修性設計要求。本文對民用飛機復合材料維修性設計要求展開研究，介紹了民用飛機復合材料使用現狀及復合材料結構維修步驟，并在此基礎上對民用飛機復合材料維修性設計要求進行了探討。

【關鍵詞】復合材料；維修性；設計

【Abstract】In the design and development process，civil aircraft maintainability design requirements should be first developed for main systems and components.This paper studied on the maintainability design of composite materials of civil aircraft，introduced current situation of civil aircraft composite materials and composite material repair procedure，and discussed design of civil aircraft composite materials maintainability requirements.

【Key words】Composite materials；Maintainability；Design

0 引言

隨著新技術和新材料的應用，在民用飛機維修性設計過程中，應綜合考慮新技術、新材料對維修性的影響。對于新技術和新材料的維修性設計要求，應綜合評估其維修過程中可能會出現的情況和采取的措施，在總體飛機維修性設計目標與要求的前提下，分析和制定相應的維修性設計要求。特別是在現代民用飛機設計中，結構大量使用復合材料，因此在制定維修性設計要求時應該考慮相應結構的復合材料維修性。

1 民用飛機復合材料使用現狀

近年來，低成本、高性能的復合材料結構在民用飛機上得到了大量應用。空客A380約25%由先進輕質復合材料制造，其中22%為碳、玻璃或者石英纖維增強塑料，3%為首次用于民用飛機的GLARE（一種玻璃纖維——鋁層壓板）。復合材料用于中央翼盒結構、尾翼結構、襟翼結構、副翼結構，擾流板結構，機身上壁板、整流罩結構等。

空客A350 飛機上將復合材料的用量提高到了 52%，在中央翼盒、外翼盒、垂尾、平尾、機身壁板、機身后承壓隔框、龍骨梁等結構上大量采用碳纖維復合材料。

波音 787復合材料用量占全機重量 50%，使用了復合材料機翼、機身結構。機翼前緣、發動機吊艙上應用了TiGr 層板（碳纖維增強的鈦板）、耐高溫復合材料結構。

2 民用飛機復合材料結構維修步驟

通常采用目視、硬幣敲擊等方法來檢測民用飛機復合材料結構在使用中出現的各種損傷。當復合材料結構受到損傷，可以進行簡單維修、臨時維修或復雜維修。下面的流程圖給出了復合材料維修的關鍵步驟。

3 民用飛機復合材料維修性設計要求

民用飛機結構件復合材料在維修方面有別于一般常規材料，使用的工具設備也不同。因此在制定復合材料維修性設計要求的同時，應以可靠性設計為中心，盡量避免對復合材料結構件的維修，同時還要考慮復合材料特有的維修工具設備和維修方法所需要的維修空間要求。此外，制定復合材料維修性設計要求應考慮以下內容：

1）檢查方法。民用飛機復合材料結構容易出現大面積損傷，應將“敲擊檢查”法加入到檢查方法中。

2）檢查對象。修理補片的檢查和修理應該從原結構中獨立出來，作為一個單獨的檢查對象，執行更嚴格的維修方案。

3）主動性預防維修。對使用復合材料的飛機結構件進行定期檢查，以提前發現復合材料損傷的征兆。

4）提高維修標準。從設備、工藝、維修操作空間、維修時間等方面入手，確保在復合材料結構維修活動中具有良好的可達性，方便維修，達到減少維修時間、提高維修效率、降低維修成本的目的。

4 結論

本文針對民用飛機復合材料維修性設計要求進行了初步探討。介紹了民用飛機復合材料使用現狀，民用飛機復合材料結構維修步驟，最后對民用飛機復合材料維修性設計要求進行了初步探討。但是由于復合材料在民用飛機結構上的應用較為復雜，導致復合材料維修性設計難度增加，因此如何合理的進行民用飛機復合材料結構維修性設計，還需要后續更多的研究工作。

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[責任編輯：田吉捷]