飞机用复合材料常见的损伤及损伤产生的原因分析

近年来，复合材料在飞机上的用量正大幅度提升，波音和空客等航空公司在复合材料上的使用量均超过50%，随着复合材料装机使用规模逐步增加，复合材料的结构损伤现象也日益凸显，本文介绍飞机用复合材料的常见损伤及损伤产生的原因，希望对避免产生损伤起到一定的警示作用。

飞机复合材料结构常见的损伤类型主要包括划伤、裂纹、凹槽、点蚀、凹坑、分层、脱胶及雷击等损伤。

（1）划伤，是一种线性损伤，通过检查破损长度和深度程度来区分，划伤是由于尖锐物体接触，而造成一定深度和长度的线性损伤。

（2）刻痕，是一种小区域损伤， 通过检查损伤处是否穿透表层来区分。

（3）分层/脱胶，通过检查复合材料结构内部分分离破坏发生的位置来区分，分层是指在复合材料层合板结构中，不同纤维层之间的剥离破坏，脱胶是指复合材料构件中，纤维层和蜂窝之间的玻璃破坏。

（4）凹坑/穿孔，通过检查破坏发生的深度是否穿透复合材料板厚来区分。

（5）烧蚀，是复合材料遇到明火或雷击而引起复合材料构件的烧蚀损伤，通过目视检查复合材料外表面可以发现。

复合材料的损伤大部分是由于制造的缺陷或使用维修不当引起的，设计与制造中的缺陷是造成复合材料结构“先天缺陷”的主要原因，而使用与维修中的不当主要是有地面的操作失误等原因造成，环境也是引起复合材料损伤的一个原因，主要介绍如下：

（1）制造过程中产生的缺陷：复合材料在生产、装配和使用过程中可能会出现各种类型的缺陷，会降低它们的性能和使用寿命，一种常见的层合板结构，可能会出现脱层、粘合不良、褶皱或折叠、鼓包、分层、杂质等，另一种常见的复合材料蜂窝夹层结构，可能出现蜂窝芯格压缩、蜂窝芯凹陷等缺陷

（2）在装配过程中产生的缺陷：在装配过程中，可能因钻孔、螺纹连接和变形等原因出现缺陷，常见的缺陷包括制孔缺陷、铰孔缺陷、扭曲变形缺陷等，这些缺陷可能影响部件的适配性和完整性，为确保复合材料的结构安全性和可靠性，必循定期检查和监视生产过程和装配过程。

（3）使用维修过程产生的损伤：据统计，由于天气原因造成的损伤为10%，由于鸟撞原因造成的损伤为20%，由于人为造成的损伤为70%，因此，需要对各单位人员进行全面的培训以减少损伤的发生。在航空器上，最容易受到鸟撞影响的部位主要集中在机头雷达罩、机翼、平尾的前缘等区域，这些部位通常是航空器表面最突出的部位，这些部位的损伤可能会导致严重后果，如损坏飞行控制系统、干扰飞行员视线等。操作失误引起的结构受损主要是由于各种撞击引起的，例如跑道、设备、工具等这些损伤如果不及时修复，对飞机的安全性能造成潜在的威胁。

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