DA-42NG型飞机复合材料修理简析

  DA42NG型飞机复合材料修理简析  摘要：随着我国引进的DA-42NG型飞机数量持续增加，该飞机维护和修理工作将成为各保障单位的日常工作，DA-42NG型飞机由奥地利钻石飞机公司设计制造，机身、机翼、安定面、操纵舵面等结构均为复合材料。飞机运行量的增加出现鸟击、碰撞等外来物撞击等损伤将不可避免，随时都可能面临复合材料划伤、裂纹、破孔等损伤的修理。本文结合DA-42NG型飞机维护手册分别从材料、损伤检查、修理方式等方面对不同损伤类型（损伤程度）的修理方式进行介绍，以提高该型飞机复合材料修理的效率，保障飞机运行的安全。Key：复合材料；炭纤维；玻璃纤维；裂纹1DA-42NG型飞机复合材料修理主要材料依据DA-42NG型飞机维护手册要求，在执行飞机复合修理时，只能使用制造商批準的材料。参阅DA-42NGAMM51-30节关于批准的材料参数。1）树脂：修理时必须使用手册规定的正确数量的混合树脂。称重用于修补的纤维布片。玻璃纤维布与树脂的混合比例为100：70（100克玻璃纤维干布需要70克混合树脂）。碳纤维布与混合树脂的比例为100：85（100克干碳纤维干布需要85克混合树脂）。准确测量树脂和固化剂的含量（按重量计±0.5%），在浸润纤维布之前，将树脂和固化剂彻底混合。2）玻璃纤维布、碳纤维布：修理时必须选择手册使用的正确纤维布。可参阅手册对应修理区的纤维布的平铺图示，以了解修理时必须使用的纤维布的类型，获取正确的布型、纤维方向、纤维层的数量。3）芯材：修理时必须选择手册使用的正确夹层芯。有关必须使用的芯材的数据，请参阅修复区的铺层图。确保核心材料不受损坏或污染。用锋利的刀把芯材切到正确的修复形状尺寸，切割的边缘必须保持清洁，这样芯材才能正确地粘接在一起。可以通过切割或打磨的方式将芯材轮廓化。2DA-42NG型飞机复合材料损伤的形式、常用检查方法、及修理工具复合材料常见的损伤形式主要有：分层、裂纹、破孔、以及面板与芯材结合处破裂等形式损伤。DA-42NG型飞机复合材料损伤检查方法：目视检查、玻璃纤维复合材料的透光检查、硬币敲击检查等方法。常用修理工具主要包括：气动打磨工具、刻刀、剪刀、压板、透气棉，电热毯、热补仪（或热电偶、真空泵等）等。3DA-42NG型飞机复合材料损伤等级、及修理程序3.1DA-42NG型飞机复合材料损伤等级DA-42NG型飞机复合材料损伤共分为四个等级，分别为1级损伤、2级损伤、3级损伤、4级损伤。（1）1级损伤：要求更换的主要结构损伤或大面积损伤。如将机身结构内部主要传递载荷的构件破损而中断了载荷传递的损伤，主要结构部件（机身、机翼、尾翼）和操纵舵面（方向舵舵、升降舵、副翼、襟翼）；对大面积（在任一方向损伤尺寸大于150毫米（5.9英寸））的损伤。（2）2级损伤：主要结构部件（机身、机翼、安定面）和控制舵面的损伤（任何方向损伤尺寸小于150毫米（5.9英寸）），以及穿过夹层结构构件两侧的面板的孔和裂缝。芯材的损伤必须小于直径为75毫米（3英寸）的圆。（3）3级损伤：主要结构部件（机身、机翼、安定面）和操纵舵面的外部蒙皮小破孔、裂纹损伤，且其内部结构，蒙皮的芯材、以及蒙皮的内侧面板均无损伤。（4）4级损伤：较小的刮痕、磨痕或类似的较小损伤，既不是飞机蒙皮上的刺破或裂纹，也不是承载结构（如飞机整流罩、发动机整流罩、地板、盖板等）上的任何损坏。3.2DA-42NG型飞机复合材料简介（1）4级损伤修理：修复轻微的划痕、擦伤或小损伤，而不是蒙皮上的裂纹或刺伤。首先确保打磨区域应清洁；使用150目砂布打磨损伤表面；清洁并使用腻子填充损伤区域，以恢复初始的轮廓；使用150目砂布打磨掉多余的腻子，喷涂面漆。（2）3级损伤修理：清洁损伤区域；测量损伤区域，并重点检查面板与芯材结合处的分离损伤；打磨掉损伤的面板，直到面板各层边缘以及芯材与面板融合在一起；打磨修理区域边缘（倒角参数玻璃纤维布为50：1，碳纤维布为100：1）；确定面板纤维布层数；使用预浸料修理；待胶完全固化后，使用砂布清理掉修理区域的多余纤维层，恢复表面平整；修理区域稍微低于周围原始区域；填充腻子，并完成喷漆。见下图一：（3）2级损伤修理：清洁损伤区域；测量损伤区域，并重点检查面板与芯材结合处的分离损伤；打磨掉损伤的面板，直到面板各层边缘以及芯材与面板融合在一起；打磨修理区域边缘（倒角参数玻璃纤维布为50：1，碳纤维布为100：1）；去除损伤的芯材（去除足够的芯材，以保证内侧面板孔边缘到芯材边缘的尺寸不小于20mm的）；确定外侧面板纤维布层数；清洁整个修理区域；依据芯材切除尺寸准备新的芯材填料；在待安装芯材的表面涂上一层薄薄的树脂；再在芯材的表面涂上一层较厚的树脂；将内侧面板的纤维层放置于内侧面板上，注意纤维的方向；在修理区域涂抹一薄层树脂；将芯材安装于内侧面板上；完成预固化；使用砂布或磨头打磨芯材，保持轮廓；情节修理区域，在芯材的上表面涂抹一层较厚的树脂；修理外侧面板；待胶完全固化后，使用砂布清理掉修理区域的多余纤维层，恢复表面平整；修理区域稍微低于周围原始区域；填充腻子，并完成喷漆。参见图二：4复合材料修理任何复合材料损伤的修理必须由相关授权人员完成。发现损伤应查询该型飞机维修手册，获取相关损伤检查方法和要求，并测量损伤数据；对照维修手册数据规范确定损伤等级、以及修理依据程序。对于手册未规范的损伤，应及时联系飞机制造厂家获取修理。复合材料修理应重点注意以下内容：1）树脂与纤维层之间的重量比例要按照手册要求保证准备。2）确保每一层纤维布安装方向与修理区域对应手册标示的纤维层方向一致，以保证面板正确的强度。3）使用锋利的剪刀裁剪纤维布，标记纤维方向；确保纤维丝没有断裂或损坏，纤维布没有任何损坏或污染。4）检查损坏的区域时，特别注意检查相邻的结构状况。5）复合材料修理完成后，应根据手册要求对飞机进行称重，并确保飞机重心在限制范围以内。6）完成操纵舵面复合材料修理后，应严格执行舵面称重、配平工作。7）完成修理后，确保所有漏水孔、通气孔应无堵塞。8）禁止皮肤接触到树脂、固化剂、清洁溶剂等，以免造成损伤。9）任何复合材料修理必须严格按照手册对应程序执行。Reference：[1]DiamondAIRCRAFT《DA42NGAIRPLANEMAINTENANCEMANUAL》R3.[2]文圆.飞机复合材料结构修理的应知应会（I）[J].航空工程与维修，2002（3）：27-28.[3]杨乃宾.国外复合材料飞机结构应用现状[J].航空制造技术，2002（9）：21-22. -全文完-