[发明专利]一种飞机复合材料损伤区域的修复方法

说明书

本发明属于飞机复合材料修复领域，公开了一种飞机复合材料损伤区域的修复方法，包括：往待修复区的蜂窝芳纶酯芯层表面填充碳纤维预浸布，接着往碳纤维预浸布的表面上依次叠放穿孔分离膜、固体分离膜、隔板、加热片、受热膨胀片材以及通气管材料层，然后抽真空，再开启加热片，待碳纤维预浸布固化完全后，停止加热并冷却，去除碳纤维预浸布表面的材料，受热膨胀片材为在一定温度范围下能够受热启动膨胀的热固性膨胀复合片材，所述抽真空之后体系的真空度为1‑100KPa，碳纤维预浸布的固化温度不低于受热膨胀片材的启动膨胀温度，加热片加热至的温度不仅能够使得受热膨胀片材受热膨胀，而且能够使得碳纤维预浸布受热固化。采用本发明提供的方法能够增强修复位置的材料层间结合力，产品良率非常高，极具工业应用前景。

技术领域

本发明属于飞机复合材料修复领域，具体涉及一种飞机复合材料损伤区域的修复方法。

背景技术

20世纪初第一架载人上天的飞机是用木材、布和钢制造的。1910-1925年开始用钢管替代木材作机身骨架，用铝作蒙皮，制造全金属结构的飞机。虽然金属材料提高了飞机的强度，改善了气动外形，使飞机性能得到了提高，但是由于金属材料通常较重并且耐腐蚀性能较差，因此在很大程度上限制了其应用。20世纪70年代以后，越来越多地使用以硼纤维或碳纤维增强的复合材料。其中，随着玻璃纤维、凯夫拉、碳纤维等复合材料的发展，早期飞机复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。目前应用较多的一种用于制造飞机的复合材料包括蜂窝芳纶酯芯层以及附着于所述蜂窝芳纶酯芯层两侧表面的碳纤维层。

飞机会因为与鸟群的碰撞、残骸、冰雹、雷击、老化、其他意外事件等而受到损坏，从而在飞机表面产生孔洞和裂痕，并对下方加劲结构(例如，机身、加劲物、衬垫)造成损坏。例如，飞机的机头驾驶室区段会因为与鸟群的碰撞而受损，下部由于前起落架折叠而受损，中段舱门包围物会因与地面处理设备碰撞而受损，末段下部会因机尾触地而受损等等。停工时间对飞机承运者而言是非常昂贵的，因为闲置飞机会导致收入受损，遇到飞机受损必须尽快对其进行修复并重新投入使用。因此，随着复合材料在航空飞机的材料占比逐渐提升，除了满足适航要求外，后续的维修保护工作同等重要，这样才能够保证安全可靠的持续适航。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的飞机复合材料损伤区域的修复方法。

如上所述，目前应用较多的一种用于制造飞机的复合材料包括蜂窝芳纶酯芯层以及附着于所述蜂窝芳纶酯芯层两侧表面的碳纤维层。若采用这种材质的飞机受损，现有技术通常采用包括以下步骤的方法对其进行修复：

找出损伤区域；

打磨和切割损伤区域以获得形状规则的待修复区；

清洁所述待修复区；

可选地填补所述待修复区的蜂窝芳纶酯芯层(若损伤区域已深入到蜂窝芳纶酯芯层，则需要该步骤；若损伤区域未深入到蜂窝芳纶酯芯层，则这一步省略)；

往所述待修复区的蜂窝芳纶酯芯层表面填充碳纤维预浸布直至与周边未损伤区域的碳纤维层表面齐平，接着往所述碳纤维预浸布的表面上依次叠放穿孔分离膜、固体分离膜、隔板、加热片以及通气管材料层，然后抽真空，再开启所述加热片，待所述碳纤维预浸布固化完全后，停止加热并冷却，去除所述穿孔分离膜、固体分离膜、隔板、加热片以及通气管材料层。然而，采用这种方法虽然能够较好地对飞机进行修复，但是修复位置的材料层间结合力仍不够高，表面不够平整，产品的良率较低。对此，本发明的发明人对以上修复方法进行了改进，在所述抽真空并加热之前，将受热膨胀片材填充在所述加热片和通气管材料层之间，利用受热膨胀片材的膨胀性能配以抽真空作用，实现对飞机复合材料的修复。基于此，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种飞机复合材料损伤区域的修复方法，所述复合材料包括蜂窝芳纶酯芯层以及附着于所述蜂窝芳纶酯芯层两侧表面的碳纤维层，该修复方法包括依次进行的以下步骤：

找出损伤区域；