波音和空客飛機雷達罩可允許損傷對比分析研究＊

王 軒，曹陽麗，孫廣先，王 敏，鄭亦媚

（1.中國民航大學 航空工程學院，天津 300300；2.中國航空工業集團公司濟南特種結構研究所 高性能電磁窗航空科技重點實驗室，山東 濟南 250023）

由于復合材料及其夾層結構具有高的比強度、高的比剛度和良好的透波性能[1-2]，成為機載雷達罩的首選材料[3-6]。雷達罩可允許損傷限制是雷達罩修理容限的下限[7-8]，是飛機SRM或CMM手冊中雷達罩章節中的重要內容，也是滿足飛機結構持續適航文件要求的必要條件[9-11]，同時，還是制造出的飛機結構部件能否通過驗收的重要依據。研究可允許損傷限制及其修整措施對于國產飛機雷達罩制訂維修手冊等持續適航文件，及使用維護人員科學正確處理雷達罩結構損傷或缺陷具有重要的工程價值。借鑒波音和空客飛機維修手冊中關于雷達罩可允許損傷相關規定，可為國產飛機雷達罩結構可允許損傷相關規定的制訂提供參考。

本文對比了波音和空客飛機主要機型（B737NG、B747、B757、B767、B777、B787、A320、A330、A380）的維修手冊中有關雷達罩可允許損傷的內容，在此基礎上分析波音和空客飛機對雷達罩可允許損傷有關定義和描述的差異和共同點，最后給出了制訂國產飛機雷達罩可允許損傷限制和相應修整措施的建議。

1 損傷的定義

波音和空客飛機定義損傷時，都是指材料的橫截面積變化和部件的永久變形。

波音飛機將損傷分成3種，即可允許損傷、可修理損傷和不可修理損傷。空客飛機則將損傷分成2大類，即可修理損傷和不可修理損傷，其中，可修理損傷再分為可允許損傷和不可允許損傷。

2 損傷類型

波音和空客飛機對常見的表面損傷類型，比如磨損、腐蝕、裂紋、分層、凹坑、脫膠、刮擦、刻痕、凹槽和穿刺等均給出了定義，此外，空客飛機還給出了諸如痕跡、扭曲、褶皺、微動磨損、壓痕、燒痕和凸起等損傷類型的定義。波音飛機則沒有定義上述損傷類型，除了波音787定義了起皺和熱損傷外，其他波音機型則沒有相關定義。

3 雷達罩結構型式和材料體系

飛機雷達罩通常安裝在飛機的正前方，且滿足機身前端氣動特性。雷達罩外殼一般為三明治夾層結構，蒙皮一般使用石英纖維或者玻璃纖維增強樹脂基材料，中間夾層一般采用芳綸紙或玻璃纖維蜂窩夾芯材料。

4 雷達罩可允許損傷限制

對于可允許損傷限制[12]，波音和空客飛機對裂紋、凹槽等損傷采用了不同的尺寸描述方法。波音飛機主要通過長寬深3個維度來表現損傷限制尺寸[13]，此外，波音787還對雷達罩結構進行了分區，不同分區的可允許損傷限制值也差異。空客飛機則主要通過損傷區域的面積和直徑來表現損傷限制尺寸，而對于空客A330機型，雷達罩材料體系不同，可允許損傷限制值不同。由對比可知，空客飛機對可允許損傷限制值的定義簡單，比如磨損、擦傷僅限蒙皮第一層纖維，而波音飛機對每個損傷的可允許限制值的定義更加詳細。

5 雷達罩可允許損傷修整

對于雷達罩可允許損傷的修整，空客飛機針對不同的損傷類型和對應損傷尺寸大小，采用臨時性措施（比如使用膠帶和聚氨酯丙烯酸酯膠黏劑）或永久性措施（比如使用糊狀黏結劑）進行修整[14]。此外，空客飛機除了對雷達罩外殼、導電條、鎖緊手柄等部位進行檢查處理外，還著重考慮了不同損傷區域與不同修理區域間的距離，并根據距離采取不同的修整措施[15]。對于空客A330機型，雷達罩的材料體系不同，損傷檢查和修整方式也存在差別。

《波音飛機結構修理手冊》中，對刻痕、刮擦、凹槽等常見表面損傷的修整方式為：先打磨之后采用臨時密封或永久密封的方式修復表面損傷，以滿足飛行要求。波音飛機給出了裂紋損傷的修整措施，而空客飛機則沒有給出。波音飛機給出的裂紋損傷修整措施是：在裂紋終端0.254 cm處打1個直徑為0.635 cm的止裂孔。

6 總結與建議

結合國產飛機雷達罩材料體系和結構型式的具體情況，在對雷達罩可允許損傷進行分類時建議采用波音飛機的分類方式，與國內相關定義一致[7][13][15]。對于損傷類型，波音飛機比空客飛機的定義更加全面，可更多參考波音飛機的相關損傷類型定義。對于可允許損傷限制，波音與空客飛機各有特點，在對損傷尺寸進行定義時，使用長寬深3個維度進行描述更加具體些。對于存在多個損傷區域的情況，可參考空客飛機關于損傷區域與修理區域間距離的劃分情況進行定義。對于可允許損傷的修整措施，波音和空客飛機各自的處理方法不同，可分別研究驗證。因為波音飛機對于一些常見的損傷，比如磨損、凹槽、分層和脫膠等給出的修整措施比較詳細，而且配有圖解，所以，在修整此類損傷時，可參考波音飛機。對于雷達罩導電條等一些特殊部位，空客飛機給出了比較全面的修整措施，在修整此類部位損傷時，建議參考空客飛機。通過對比、分析波音和空客飛機的可允許損傷，可為國產民用飛機雷達罩可允許損傷限制和相應修整措施的制訂提供借鑒。

［1］喻露如，姚信.飛機雷達罩抗靜電涂料［J］.涂料工業，1985（2）：12.

［2］李留東，謝基明.飛機雷達罩用涂層材料工藝研究［J］.工程塑料應用，1996（6）：34-37.

［3］王興業，楊孚標，曾竟成，等.夾層結構復合材料設計原理及其應用［M］.北京：化學工業出版社，2007.

［4］劉健.民用飛機機頭雷達罩材料的選擇研究［J］.通訊世界，2016（12）：262-263.

［5］許陸文，苗勵剛，朱家志，等.復合材料雷達罩鳥撞實驗［G］//全國結構工程學術會議論文集.昆明：中國力學學會，1999：127-131.

［6］周瑾，孫廣先.功能復合材料結構——雷達罩優化設計研究［G］//第九屆全國復合材料學術會議論文集.北京：中國航空學會，中國宇航學會，1996.

［7］夏裕彬.雷達罩損傷容限設計研究［G］//復合材料的現狀與發展——第十一屆全國復合材料學術會議論文集.合肥：中國復合材料學會，中國航空學會，中國力學學會，2000.

［8］田秀云.飛機結構維修理論與技術［M］.香港：香港慧文國際出版公司，1999.

［9］許海峰.論持續適航文件［G］//探索 創新 交流——第四屆中國航空學會青年科技論壇文集.北京：中國航空學會，2010.

［10］吳喬梅.飛機持續適航文件應用分析［J］.經濟技術協作信息，2015（8）：80.

［11］張越梅，孫有朝，錢浩然.持續適航文件的符合性驗證［J］.民用飛機設計與研究，2013（s2）：71.

［12］張海兵.飛機復合材料損傷無損檢測方法研究［D］.青島：青島理工大學，2011.

［13］李多聚，謝志國，鄭翔.波音737雷達罩的結構損傷及修理［J］.航空工程與維修，1999（4）：24-26.

［14］姚武文.粘接技術在飛機復合材料修理中的應用［J］.粘接，2001，22（5）：39-40.

［15］李健.A320系列飛機雷達罩的結構損傷與修理［J］.航空維修與工程，2010（4）：39-41.