DA—42NG型飛機復(fù)合材料修理簡析

摘 要：隨著我國引進的DA-42NG型飛機數(shù)量持續(xù)增加，該飛機維護和修理工作將成為各保障單位的日常工作，DA-42NG型飛機由奧地利鉆石飛機公司設(shè)計制造，機身、機翼、安定面、操縱舵面等結(jié)構(gòu)均為復(fù)合材料。飛機運行量的增加出現(xiàn)鳥擊、碰撞等外來物撞擊等損傷將不可避免，隨時都可能面臨復(fù)合材料劃傷、裂紋、破孔等損傷的修理。本文結(jié)合DA-42NG型飛機維護手冊分別從材料、損傷檢查、修理方式等方面對不同損傷類型（損傷程度）的修理方式進行介紹，以提高該型飛機復(fù)合材料修理的效率，保障飛機運行的安全。

關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；炭纖維；玻璃纖維；裂紋

1 DA-42NG型飛機復(fù)合材料修理主要材料

依據(jù)DA-42NG型飛機維護手冊要求，在執(zhí)行飛機復(fù)合修理時，只能使用制造商批準(zhǔn)的材料。參閱DA-42NG AMM 51-30節(jié)關(guān)于批準(zhǔn)的材料參數(shù)。

1）樹脂：修理時必須使用手冊規(guī)定的正確數(shù)量的混合樹脂。稱重用于修補的纖維布片。玻璃纖維布與樹脂的混合比例為100：70（100克玻璃纖維干布需要70克混合樹脂）。碳纖維布與混合樹脂的比例為100：85（100克干碳纖維干布需要85克混合樹脂）。準(zhǔn)確測量樹脂和固化劑的含量（按重量計±0.5%），在浸潤纖維布之前，將樹脂和固化劑徹底混合。

2）玻璃纖維布、碳纖維布：修理時必須選擇手冊使用的正確纖維布?？蓞㈤喪謨詫?yīng)修理區(qū)的纖維布的平鋪圖示，以了解修理時必須使用的纖維布的類型，獲取正確的布型、纖維方向、纖維層的數(shù)量。

3）芯材：修理時必須選擇手冊使用的正確夾層芯。有關(guān)必須使用的芯材的數(shù)據(jù)，請參閱修復(fù)區(qū)的鋪層圖。確保核心材料不受損壞或污染。用鋒利的刀把芯材切到正確的修復(fù)形狀尺寸，切割的邊緣必須保持清潔，這樣芯材才能正確地粘接在一起?？梢酝ㄟ^切割或打磨的方式將芯材輪廓化。

2 DA-42NG型飛機復(fù)合材料損傷的形式、常用檢查方法、及修理工具

復(fù)合材料常見的損傷形式主要有：分層、裂紋、破孔、以及面板與芯材結(jié)合處破裂等形式損傷。DA-42NG型飛機復(fù)合材料損傷檢查方法：目視檢查、玻璃纖維復(fù)合材料的透光檢查、硬幣敲擊檢查等方法。常用修理工具主要包括：氣動打磨工具、刻刀、剪刀、壓板、透氣棉，電熱毯、熱補儀（或熱電偶、真空泵等）等。

3 DA-42NG型飛機復(fù)合材料損傷等級、及修理程序

3.1 DA-42NG型飛機復(fù)合材料損傷等級

DA-42NG型飛機復(fù)合材料損傷共分為四個等級，分別為1級損傷、2級損傷、3級損傷、4級損傷。

（1）1級損傷：要求更換的主要結(jié)構(gòu)損傷或大面積損傷。如將機身結(jié)構(gòu)內(nèi)部主要傳遞載荷的構(gòu)件破損而中斷了載荷傳遞的損傷，主要結(jié)構(gòu)部件（機身、機翼、尾翼）和操縱舵面 （方向舵舵、升降舵、副翼、襟翼）；對大面積（在任一方向損傷尺寸大于150毫米（5.9英寸））的損傷。

（2）2級損傷：主要結(jié)構(gòu)部件（機身、機翼、安定面）和控制舵面的損傷（任何方向損傷尺寸小于150 毫米（5.9英寸）），以及穿過夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)件兩側(cè)的面板的孔和裂縫。芯材的損傷必須小于直徑為75 毫米（3英寸）的圓。

（3）3級損傷：主要結(jié)構(gòu)部件（機身、機翼、安定面）和操縱舵面的外部蒙皮小破孔、裂紋損傷，且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，蒙皮的芯材、以及蒙皮的內(nèi)側(cè)面板均無損傷。

（4）4級損傷：較小的刮痕、磨痕或類似的較小損傷，既不是飛機蒙皮上的刺破或裂紋，也不是承載結(jié)構(gòu)（如飛機整流罩、發(fā)動機整流罩、地板、蓋板等）上的任何損壞。

3.2 DA-42NG型飛機復(fù)合材料簡介

（1）4級損傷修理：修復(fù)輕微的劃痕、擦傷或小損傷，而不是蒙皮上的裂紋或刺傷。首先確保打磨區(qū)域應(yīng)清潔；使用150目砂布打磨損傷表面；清潔并使用膩子填充損傷區(qū)域，以恢復(fù)初始的輪廓；使用150目砂布打磨掉多余的膩子，噴涂面漆。

（2）3級損傷修理：清潔損傷區(qū)域；測量損傷區(qū)域，并重點檢查面板與芯材結(jié)合處的分離損傷；打磨掉損傷的面板，直到面板各層邊緣以及芯材與面板融合在一起；打磨修理區(qū)域邊緣（倒角參數(shù)玻璃纖維布為50：1，碳纖維布為100：1）；確定面板纖維布層數(shù)；使用預(yù)浸料修理；待膠完全固化后，使用砂布清理掉修理區(qū)域的多余纖維層，恢復(fù)表面平整；修理區(qū)域稍微低于周圍原始區(qū)域；填充膩子，并完成噴漆。見下圖一：

（3）2級損傷修理：清潔損傷區(qū)域；測量損傷區(qū)域，并重點檢查面板與芯材結(jié)合處的分離損傷；打磨掉損傷的面板，直到面板各層邊緣以及芯材與面板融合在一起；打磨修理區(qū)域邊緣（倒角參數(shù)玻璃纖維布為50：1，碳纖維布為100：1）；去除損傷的芯材（去除足夠的芯材，以保證內(nèi)側(cè)面板孔邊緣到芯材邊緣的尺寸不小于20mm的）；確定外側(cè)面板纖維布層數(shù)；清潔整個修理區(qū)域；依據(jù)芯材切除尺寸準(zhǔn)備新的芯材填料；在待安裝芯材的表面涂上一層薄薄的樹脂；再在芯材的表面涂上一層較厚的樹脂；將內(nèi)側(cè)面板的纖維層放置于內(nèi)側(cè)面板上，注意纖維的方向；在修理區(qū)域涂抹一薄層樹脂；將芯材安裝于內(nèi)側(cè)面板上；完成預(yù)固化；使用砂布或磨頭打磨芯材，保持輪廓；情節(jié)修理區(qū)域，在芯材的上表面涂抹一層較厚的樹脂；修理外側(cè)面板；待膠完全固化后，使用砂布清理掉修理區(qū)域的多余纖維層，恢復(fù)表面平整；修理區(qū)域稍微低于周圍原始區(qū)域；填充膩子，并完成噴漆。參見圖二：

4 復(fù)合材料修理總結(jié)

任何復(fù)合材料損傷的修理必須由相關(guān)授權(quán)人員完成。發(fā)現(xiàn)損傷應(yīng)查詢該型飛機維修手冊，獲取相關(guān)損傷檢查方法和要求，并測量損傷數(shù)據(jù)；對照維修手冊數(shù)據(jù)規(guī)范確定損傷等級、以及修理依據(jù)程序。對于手冊未規(guī)范的損傷，應(yīng)及時聯(lián)系飛機制造廠家獲取修理方案。復(fù)合材料修理應(yīng)重點注意以下內(nèi)容：

1）樹脂與纖維層之間的重量比例要按照手冊要求保證準(zhǔn)備。

2）確保每一層纖維布安裝方向與修理區(qū)域?qū)?yīng)手冊標(biāo)示的纖維層方向一致，以保證面板正確的強度。

3）使用鋒利的剪刀裁剪纖維布，標(biāo)記纖維方向；確保纖維絲沒有斷裂或損壞，纖維布沒有任何損壞或污染。

4）檢查損壞的區(qū)域時，特別注意檢查相鄰的結(jié)構(gòu)狀況。

5）復(fù)合材料修理完成后，應(yīng)根據(jù)手冊要求對飛機進行稱重，并確保飛機重心在限制范圍以內(nèi)。

6）完成操縱舵面復(fù)合材料修理后，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行舵面稱重、配平工作。

7）完成修理后，確保所有漏水孔、通氣孔應(yīng)無堵塞。

8）禁止皮膚接觸到樹脂、固化劑、清潔溶劑等，以免造成損傷。

9）任何復(fù)合材料修理必須嚴(yán)格按照手冊對應(yīng)程序執(zhí)行。

參考文獻：

[1]Diamond AIRCRAFT 《DA 42 NG AIRPLANE MAINTENANCE MANUAL》 R3.

[2]文圓.飛機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理的應(yīng)知應(yīng)會（I）[J].航空工程與維修，2002（3）：27-28.

[3]楊乃賓.國外復(fù)合材料飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用分析現(xiàn)狀[J].航空制造技術(shù)，2002（9）：21-22.

作者簡介：羅裕富（1983-），男，漢族，四川遂寧人，中國民航飛行學(xué)院綿陽分院機務(wù)部工程師，主要研究領(lǐng)域：飛機機身結(jié)構(gòu)。