FAA緊跟復材的發展
技術中心測試機隊。這些FAA飛行試驗機位于William J.Hughes技術中心，用作研發試驗臺，用于評估導航系統、通信系統和飛行載荷。
以弗所(Ephesus-希臘的一個地名)的希臘哲學家赫拉克利特(Heraclitus)曾說過：“變化是唯一不變的。”當我們審視航空航天中材料的演變時，我們可以看到這一說法背后的內在真理。萊特飛人是第一架成功的重于空氣動力的飛機。飛行者號建于1903年，有一個木制框架。筆直的部分是云杉，彎曲的部分是櫬木。框架上覆蓋著一塊精細編織的棉布，并用類似于當時水手在帆船1-3上使用的帆布涂料密封。在下一個飛機制造時代，建筑商使用了比木材強得多的金屬合金，從而提高了性能。如今，隨著性能的不斷提高，大多數飛機都是由金屬和復合材料的組合制成的。
波音公司（美國伊利諾伊州芝加哥）于20世紀50年代首次在其707客機中使用玻璃纖維，約占結構的2%。從那時起，每一代波音飛機的復合材料比例都有所增加。波音公司的787夢想客機大約有50%（按重量計算）是復合材料4。波音公司在大型運輸機類別中的主要競爭對手空中客車公司與A350進行了競爭，A350也廣泛使用復合材料，重量也約占50%。然而，由于安全是航空航天工業的首要任務，材料隨著時間的推移逐漸演變。
20世紀70年代末和80年代初，美國國家航空航天局（NASA）通過其飛機能效（ACEE- Aircraft Energy Efficiency）先進復合材料結構項目，向大型運輸機制造商發起挑戰，要求使用石墨材料重新設計現有飛機部件。該項目的目標是開發必要的數據和技術，以實現對先進復合材料的生產承諾。波音公司為其737客機開發的石墨/環氧樹脂水平安定面作為這項工作的一部分，于1984年投入商業運營。它們表現出色，沒有任何服務事故的報告。這使得人們對復合材料在飛機主結構中的使用信心增強，并接受度提高。
美國聯邦航空管理局（FAA）的使命是提供世界上最安全、最高效的航空航天系統。FAA制定航空法規，設定航空安全的最低可接受水平。隨著材料和結構的不斷發展，FAA必須不斷評估其法規、政策和指導材料的充分性?！堵摪罘ㄒ幏ǖ洹返?4章包含了所有航空航天的法規。這些法規通常是基于性能的，而非規定性的，這意味著復合材料和金屬結構都必須達到相同的安全標準。
除了對在美國國家航空航天系統（NAS）中飛行的飛機進行認證外，FAA還積極主動地致力于確保向復合材料的安全過渡。威廉·J·休斯技術中心（位于美國新澤西州大西洋城）是FAA的機構，工程師們在這里研究各種各樣的材料，包括復合材料。2003年，FAA創建了聯合先進材料和結構（JAMS）卓越中心，這是一個由多所大學組成的聯盟，為FAA在測試和分析、粘接和修復、損傷容限、環境因素和耐撞性等領域進行研究。FAA、航空航天業和學術界并肩合作，不斷提高安全標準。
FAA還通過《復合材料手冊- 17》（CMH-17）對復合材料采取積極的態度，該手冊提供了用復合材料設計和制造終端產品所需的信息和指導。其主要目的是標準化與當前和新興復合材料的測試、數據簡化和性能數據報告相關的工程數據開發方法。來自世界各地的專家每年都會開會為該手冊開發內容，該手冊在為飛機制造復合材料部件時被業界使用。FAA還通過咨詢通告（Acs-Advisory Circulars ）直接為業界提供指導。AC 20 - 107B 規定了制造商在涉及纖維增強材料的飛機結構適航型號認證要求方面符合 《聯邦法規法典》第 14章（14 CFR-14 of the Code of Federal Regulations）的可接受方法。它還包括有關材料和工藝控制、制造、結構粘接、環境考慮、結構保護、生成設計值、結構細節、靜態強度和疲勞以及損傷容限的結構驗證，以及修復、檢查、耐撞性、防火、可燃性、熱問題和防雷等方面的信息。該咨詢通告最近于2009年更新。然而，由于行業不斷發展，下一次修訂也即將到來。
FAA的另一個高度優先事項是培訓復合材料工作人員，這對于持續的認證效率和運行安全至關重要。這方面的成功取決于FAA工作人員對復合材料技術的了解。考慮到這一點，FAA為其航空安全檢查員創建了復合材料制造技術（CMfgT）、復合材料結構技術（CSET）和復合材料維護技術（CMT）課程。這些課程由威奇托州立大學的國家航空研究所（NIAR）提供。FAA的復合材料教育舉措還包括為航空公司檢查員開發課程和熟練樣本，并更新《聯邦法規法典》第14章（14 CFR-14 of the Code of Federal Regulations）第147部分對航空維修學校的復合材料培訓要求。
NASA在復合材料研究方面也非常活躍，并創建了先進復合材料聯盟，以開發技術和方法，從而在航空航天中更高效地設計和應用復合材料。FAA持續與NASA和其他政府機構協調，以促進這些發展。
使用復合材料制造飛機的優勢——高比強度、優越的疲勞性能、損傷容限和無腐蝕——繼續使復合材料成為飛機設計師有吸引力的選擇。FAA與業界一道，正在努力確保復合材料飛機繼續在我們的天空中安全翱翔。
編后寄語
國產復材未能適航認證，總是個心病。
制造民機的復合材料，長期以來一直由東麗(Toray)、赫氏(Hexcel)、索爾維(Solvay)三家公司提供。近十多年前帝人(Teijin)僅碳纖維,擠進了單通道民機市場（見《機身
、機翼用誰家的復合材料》）。以上這四家公司的復合材料、碳纖維能夠用于民機，關鍵就是這些材料均已通過FAA和EASA的適航認證。
商飛成立以前，國內許多行業已經使用自己的復合材料制造產品。由于不是用于民機，也就沒有哪家公司去做適航認證工作。
C919項目一啟動，鑒于國內沒有經適航認證的復合材料，商飛最終還是選用美國氰特（Cytec）的復合材料。商飛這一決策斷了國內碳纖維和基材樹脂行業，進入民機市場之路。
飛機制造其實就是擺弄材料和制造工藝。面對沒有國產復合材料這個窘境，曾經建議商飛在使用氰特（Cytec）材料的同時，組織國內碳纖維和基材樹脂行業，參與C919的研制工作。同時探索自己材料的適航取證工作。
2013.11.當時工信部副部長蘇波，批復了我的建議。同時責成化工處蔣健處長，召集有關單位開會研究。沒想到，幾個月后她早仙逝。至此，工信部對這項工作也就沒有了下文。
2018年底商飛完成了，直徑6米、長度13米的復合材料機身筒體試驗件的制造工作。商飛官網以及媒體均有報道。最關鍵的是，它用的誰家的材料？什么牌號？至今在網上還沒有看到。但可推理：因為試驗件所用的材料，一定是將來C929機身所用的材料。所以它用的材料也一定是經過適航認證的材料。
按國際上民機供應商的慣例，C929機身一旦選定了國外的材料，在這個飛機型號生命周期內，很難更換材料供應商。
說來道去，國產民機得用國產材料，國產材料得經適航認證。
原文見，《The FAA: Keeping up with aerocomposites evolution 》 2016．7．28
楊超凡 2024.7.8
