民用飞机复合材料维修性设计要求初步探讨

王洁萱

【摘 要】民用飞机各主要系统、零部件在设计研制过程中应首先制定维修性设计要求。本文对民用飞机复合材料维修性设计要求展开研究，介绍了民用飞机复合材料使用现状及复合材料结构维修步骤，并在此基础上对民用飞机复合材料维修性设计要求进行了探讨。

【关键词】复合材料；维修性；设计

【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

随着新技术和新材料的应用，在民用飞机维修性设计过程中，应综合考虑新技术、新材料对维修性的影响。对于新技术和新材料的维修性设计要求，应综合评估其维修过程中可能会出现的情況和采取的措施，在总体飞机维修性设计目标与要求的前提下，分析和制定相应的维修性设计要求。特别是在现代民用飞机设计中，结构大量使用复合材料，因此在制定维修性设计要求时应该考虑相应结构的复合材料维修性。

1 民用飞机复合材料使用现状

近年来，低成本、高性能的复合材料结构在民用飞机上得到了大量应用。空客A380约25%由先进轻质复合材料制造，其中22%为碳、玻璃或者石英纤维增强塑料，3%为首次用于民用飞机的GLARE（一种玻璃纤维——铝层压板）。复合材料用于中央翼盒结构、尾翼结构、襟翼结构、副翼结构，扰流板结构，机身上壁板、整流罩结构等。

空客A350 飞机上将复合材料的用量提高到了 52%，在中央翼盒、外翼盒、垂尾、平尾、机身壁板、机身后承压隔框、龙骨梁等结构上大量采用碳纤维复合材料。

波音 787复合材料用量占全机重量 50%，使用了复合材料机翼、机身结构。机翼前缘、发动机吊舱上应用了TiGr 层板（碳纤维增强的钛板）、耐高温复合材料结构。

2 民用飞机复合材料结构维修步骤

通常采用目视、硬币敲击等方法来检测民用飞机复合材料结构在使用中出现的各种损伤。当复合材料结构受到损伤，可以进行简单维修、临时维修或复杂维修。下面的流程图给出了复合材料维修的关键步骤。

3 民用飞机复合材料维修性设计要求

民用飞机结构件复合材料在维修方面有别于一般常规材料，使用的工具设备也不同。因此在制定复合材料维修性设计要求的同时，应以可靠性设计为中心，尽量避免对复合材料结构件的维修，同时还要考虑复合材料特有的维修工具设备和维修方法所需要的维修空间要求。此外，制定复合材料维修性设计要求应考虑以下内容：

1）检查方法。民用飞机复合材料结构容易出现大面积损伤，应将“敲击检查”法加入到检查方法中。

2）检查对象。修理补片的检查和修理应该从原结构中独立出来，作为一个单独的检查对象，执行更严格的维修方案。

3）主动性预防维修。对使用复合材料的飞机结构件进行定期检查，以提前发现复合材料损伤的征兆。

4）提高维修标准。从设备、工艺、维修操作空间、维修时间等方面入手，确保在复合材料结构维修活动中具有良好的可达性，方便维修，达到减少维修时间、提高维修效率、降低维修成本的目的。

4 结论

本文针对民用飞机复合材料维修性设计要求进行了初步探讨。介绍了民用飞机复合材料使用现状，民用飞机复合材料结构维修步骤，最后对民用飞机复合材料维修性设计要求进行了初步探讨。但是由于复合材料在民用飞机结构上的应用较为复杂，导致复合材料维修性设计难度增加，因此如何合理的进行民用飞机复合材料结构维修性设计，还需要后续更多的研究工作。

【参考文献】

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[责任编辑：田吉捷]