解析飞机复合材料修理全过程

飞机的复合材料修理：飞机复合材料通常被称为先进复合材料（Advanced Composite Material，ACM）。它使用高强度的纤维增强材料，嵌入在一种树脂基体里，以层或层片的形式叠加起来，形成层板，具有高强度，结实坚硬，能够减轻飞机结构重量，还具有抗腐蚀、破损安全性高等优点。

复合材料的修理工序也极其专业，涉及检查、去除修复损伤、打磨、清洁、制作浸布、铺层、粘接以及固化等众多复杂环节，其特点可用“精细”二字形容。

他们穿着白大褂、戴着口罩和细纱手套……远看你会以为这是一间手术室，其实这里是Ameco复合材料修理车间的洁净室。仅从工作场所上看，已能略猜出一二，复合材料的修理规格不一般。

近年来，复合材料作为飞机结构件的“新宠”，越来越多地被使用在飞机上，如飞机的整流罩、控制面、起落架舱门、大翼和安定面前后缘等部位。据悉，在波音787等一系列先进客机上，复合材料使用的比重甚至超过50%。但提及复合材料的修理，却鲜为人知。

其实，复合材料的修理过程很有意思，就像是为飞机表面做“外科手术”。但整个手术又涉及众多环节，每个环节都能展示出操作者的“十八般武艺”。

诊断：“病情损伤”靠耳朵

复合材料的特点是层面多，有点像“多层三明治”，中间夹层结构是蜂窝芯体，外面覆盖蒙皮，所有材料均由胶膜粘接。蒙皮也有多层，拿飞机大翼盖板来说，从里至外分别由三层碳纤维和一层玻璃纤维组成。

郭玉明是Ameco复合材料车间的一位年轻修理工，他常拿着专业敲击棒在一块襟翼盖板上轻轻敲击。他说，这个方法是为了查出那些从部件表面看不出来的“内伤”，比如开胶或脱层。

“这个地方声音清脆，说明它是完好区域，而这个地方声音沉闷、有点混沌，应该是有脱层。”据郭玉明讲，这份“练耳朵”的能力可不是随便谁都行的，需要多次实战磨炼和领悟。出师2年的郭玉明，当初为了练好这项本领，没少在部件上做“听音练耳”。此外，复合材料损伤的检查方法还有超声波、红外线热成像等。

去除损伤：完美“手术切割”工艺

去除复合材料损伤的工序很讲究。黄景森是Ameco复合材料车间的工艺工程师。据他介绍，切割一块盖板表面的损伤蒙皮，可以用切割片的边缘切去脱层部分。如果是蜂窝芯损坏，工作就会更复杂，要用切割片沿着损伤区域的蒙皮边

沿切割。损伤深度不同，切割程度有别，之后再更换相同尺寸的新蜂窝芯。

黄景森说，复合材料的蒙皮和蜂窝都很薄，切割时还要将切口修理成光滑形状，边角应有0.5英寸或更大半径。切割时下手要沉稳，用力适度，如果过重会导致完好层面的无辜受损，过轻又不能完全除去受损面。这和手术切割是一个道理。

打磨：坡度处呈现色彩晕染的美

损伤处理后就是修补阶段，第一步是打磨。丁华是Ameco复合材料车间的资深专家，他选用了90度打磨机，上面安装了砂片。砂片飞速旋转，凡接触到的材料顿时化作粉尘飞扬，被防爆吸尘器收入囊中。为此，在现场作业时，工作人员必须佩戴口罩作业。

打磨范围通常要比受损区域大。丁华用很轻的力道在部件表面均匀摩擦。漆面和蒙皮逐渐褪去，打磨区也越来越薄，轻微凹陷，直至完工后呈现出一个圈状。此时蒙皮已完全去除，区域边界自然呈现出一定的坡率，由外至里倾斜。虽然肉眼很难分辨，用手指却能触摸到。打磨后的表面平整光滑，由于漆色磨掉，边界处的色彩晕染开来，非常之美。

修补：独创的“打补丁”艺术

打磨完成后，丁华将清洁干净的盖板送入洁净室“打补丁”，即将受损修复部位用新的复合材料铺层、粘接。他先用记号笔在盖板上画出区域边界，印到模板上，之后依照尺寸，制作“补丁”材料，也就是修理补片，方法是让树脂胶浸透纤维布。丁华像做布艺手工一样，用大裁剪刀将修理补片按模板剪成不同的形状。

在铺层前最重要的步骤就是清洁。洁净室里无尘，对温度、湿度要求也有规定，这些都为修理件的粘接、胶体固化提供了良好的条件。在铺层时，丁华将修理补片按照维修手册规定的纤维方向，按尺寸由小到大的顺序逐步覆盖，下面是碳纤维，最外层是玻璃纤维，当几层浸布铺好后，“补丁”也就打成了。

据丁华介绍，所有飞机部件中属雷达罩的铺层最复杂。因为表面有弧度，会留下褶皱和缝隙，这时全靠师傅的一双手，一寸一寸赶着布走，直到全部平整。有时一个看似不大的雷达罩损伤区，能累得师傅满头大汗。

真空美容：还原完美的状态

打完“补丁”后，Ameco修理车间的小师傅乔玮展示了他为“补丁”做真

空美容的绝活儿。真空方法的目的是，为了向粘接面增加压力。乔玮制作真空袋的材料可谓丰富多样，他一边码放，一边强调顺序绝对不能乱。

乔玮先在铺层完毕的区域上覆盖一层有孔分离膜，之后铺一层吸胶布，以吸收多余的胶体，之后还要覆盖无孔分离膜和透气布。如果材料需要加温，还要放置电热毯和热电偶。最后，再用真空袋封严，将吸力器与抽真空仪器管路连接，启动后仅需2分钟，真空袋里的气体就被完全抽干，所有材料紧密地贴合在一起。

乔玮说，制作完真空袋还要进行真空压力测试，以测试真空袋的密封状况。在真空状态下，高温修理的方法需要持续3个小时，室温修理的方法需要24小时~48小时，这样胶状液体才能实现完全固化，材料的粘接效果也才能达到最坚固的状态。

从事复合材料修理的师傅都有一双灵巧的手，每个人都能熟练地完成全套复合材料的“手术”。这双手中握着“柳叶刀”的专业权威、严谨的工序和精湛的技术，既修复了飞机的损伤，也交付了一架架健康的飞机。