解析飛機復合材料修理全過程

    飛機的復合材料修理：飛機復合材料通常被稱為先進復合材料（Advanced Composite Material，ACM）。它使用高強度的纖維增強材料，嵌入在一種樹脂基體里，以層或層片的形式疊加起來，形成層板，具有高強度，結實堅硬，能夠減輕飛機結構重量，還具有抗腐蝕、破損安全性高等優點。

　　復合材料的修理工序也極其專業，涉及檢查、去除修復損傷、打磨、清潔、制作浸布、鋪層、粘接以及固化等眾多復雜環節，其特點可用“精細”二字形容。

　　他們穿著白大褂、戴著口罩和細紗手套……遠看你會以為這是一間手術室，其實這里是Ameco復合材料修理車間的潔凈室。僅從工作場所上看，已能略猜出一二，復合材料的修理規格不一般。

　　近年來，復合材料作為飛機結構件的“新寵”，越來越多地被使用在飛機上，如飛機的整流罩、控制面、起落架艙門、大翼和安定面前后緣等部位。據悉，在波音787等一系列先進客機上，復合材料使用的比重甚至超過50%。但提及復合材料的修理，卻鮮為人知。

　　其實，復合材料的修理過程很有意思，就像是為飛機表面做“外科手術”。但整個手術又涉及眾多環節，每個環節都能展示出操作者的“十八般武藝”。

　　診斷：“病情損傷”靠耳朵

　　復合材料的特點是層面多，有點像“多層三明治”，中間夾層結構是蜂窩芯體，外面覆蓋蒙皮，所有材料均由膠膜粘接。蒙皮也有多層，拿飛機大翼蓋板來說，從里至外分別由三層碳纖維和一層玻璃纖維組成。

　　郭玉明是Ameco復合材料車間的一位年輕修理工，他常拿著專業敲擊棒在一塊襟翼蓋板上輕輕敲擊。他說，這個方法是為了查出那些從部件表面看不出來的“內傷”，比如開膠或脫層。

　　“這個地方聲音清脆，說明它是完好區域，而這個地方聲音沉悶、有點混沌，應該是有脫層?！睋衩髦v，這份“練耳朵”的能力可不是隨便誰都行的，需要多次實戰磨煉和領悟。出師2年的郭玉明，當初為了練好這項本領，沒少在部件上做“聽音練耳”。此外，復合材料損傷的檢查方法還有超聲波、紅外線熱成像等。

　　去除損傷：完美“手術切割”工藝

　　去除復合材料損傷的工序很講究。黃景森是Ameco復合材料車間的工藝工程師。據他介紹，切割一塊蓋板表面的損傷蒙皮，可以用切割片的邊緣切去脫層部分。如果是蜂窩芯損壞，工作就會更復雜，要用切割片沿著損傷區域的蒙皮邊沿切割。損傷深度不同，切割程度有別，之后再更換相同尺寸的新蜂窩芯。

　　黃景森說，復合材料的蒙皮和蜂窩都很薄，切割時還要將切口修理成光滑形狀，邊角應有0.5英寸或更大半徑。切割時下手要沉穩，用力適度，如果過重會導致完好層面的無辜受損，過輕又不能完全除去受損面。這和手術切割是一個道理。

　　打磨：坡度處呈現色彩暈染的美

　　損傷處理后就是修補階段，步是打磨。丁華是Ameco復合材料車間的資深專家，他選用了90度打磨機，上面安裝了砂片。砂片飛速旋轉，凡接觸到的材料頓時化作粉塵飛揚，被防爆吸塵器收入囊中。為此，在現場作業時，工作人員必須佩戴口罩作業。

　　打磨范圍通常要比受損區域大。丁華用很輕的力道在部件表面均勻摩擦。漆面和蒙皮逐漸褪去，打磨區也越來越薄，輕微凹陷，直至完工后呈現出一個圈狀。此時蒙皮已完全去除，區域邊界自然呈現出一定的坡率，由外至里傾斜。雖然肉眼很難分辨，用手指卻能觸摸到。打磨后的表面平整光滑，由于漆色磨掉，邊界處的色彩暈染開來，非常之美。

　　修補：獨創的“打補丁”藝術

　　打磨完成后，丁華將清潔干凈的蓋板送入潔凈室“打補丁”，即將受損修復部位用新的復合材料鋪層、粘接。他先用記號筆在蓋板上畫出區域邊界，印到模板上，之后依照尺寸，制作“補丁”材料，也就是修理補片，方法是讓樹脂膠浸透纖維布。丁華像做布藝手工一樣，用大裁剪刀將修理補片按模板剪成不同的形狀。

　　在鋪層前重要的步驟就是清潔。潔凈室里無塵，對溫度、濕度要求也有規定，這些都為修理件的粘接、膠體固化提供了良好的條件。在鋪層時，丁華將修理補片按照維修手冊規定的纖維方向，按尺寸由小到大的順序逐步覆蓋，下面是碳纖維，外層是玻璃纖維，當幾層浸布鋪好后，“補丁”也就打成了。

　　據丁華介紹，所有飛機部件中屬雷達罩的鋪層復雜。因為表面有弧度，會留下褶皺和縫隙，這時全靠師傅的一雙手，一寸一寸趕著布走，直到全部平整。有時一個看似不大的雷達罩損傷區，能累得師傅滿頭大汗。

　　真空美容：還原完美的狀態

　　打完“補丁”后，Ameco修理車間的小師傅喬瑋展示了他為“補丁”做真空美容的絕活兒。真空方法的目的是，為了向粘接面增加壓力。喬瑋制作真空袋的材料可謂豐富多樣，他一邊碼放，一邊強調順序絕對不能亂。

　　喬瑋先在鋪層完畢的區域上覆蓋一層有孔分離膜，之后鋪一層吸膠布，以吸收多余的膠體，之后還要覆蓋無孔分離膜和透氣布。如果材料需要加溫，還要放置電熱毯和熱電偶。后，再用真空袋封嚴，將吸力器與抽真空儀器管路連接，啟動后僅需2分鐘，真空袋里的氣體就被完全抽干，所有材料緊密地貼合在一起。

　　喬瑋說，制作完真空袋還要進行真空壓力測試，以測試真空袋的密封狀況。在真空狀態下，高溫修理的方法需要持續3個小時，室溫修理的方法需要24小時~48小時，這樣膠狀液體才能實現完全固化，材料的粘接效果也才能達到堅固的狀態。

　　從事復合材料修理的師傅都有一雙靈巧的手，每個人都能熟練地完成全套復合材料的“手術”。這雙手中握著“柳葉刀”的專業、嚴謹的工序和精湛的技術，既修復了飛機的損傷，也交付了一架架健康的飛機。