王志平：國際先進的復合材料修理技術能力隨著復合材料在飛機結構中的用量及應用部位的變化而發生著改變。空客A350飛機和波音787飛機開創性地將先進復合材料的用量提升到飛機總重量的50%以上，幾乎所有的主結構材料均采用了復合材料。而之前空客A320、A330等機型復合材料用量僅占結構總重量的15%左右；波音777飛機中復合材料的重量約占11%，早期的波音747-100飛機中復合材料的重量僅占1%。復合材料制造技術進步的同時也對復合材料的修理技術能力提出挑戰。航空器制造商在傳統復合材料結構修理技術的基礎上，相繼開發了更便捷、更有針對性的復合材料結構件的修理技術。以波音787復合材料結構修理技術為例，波音787的復合材料結構設計成和鋁結構一樣可以用螺栓打補丁修理，飛機可以迅速返回執行飛行計劃。另外，波音公司針對飛機服役過程中機身容易受到各種沖擊損傷的情況，設計了一種“快速復合材料修理”（QCR），可以修復承力結構上的小型損傷區域。QCR即采用輕薄的預固化補片粘貼在損傷部位，提供暫時性修理，使飛機可繼續服役到下一個檢驗期。一般來說，在結構的任何部位，在許用損傷容限內，均可采用這種修理。在標準化方面，波音公司限定了787上結構材料的種類數量，從而方便修理商儲備修理材料。波音787結構修理手冊涵蓋的復合材料結構修理更詳細、可操作性更強。

先進復合材料修理技術正在發生很大的變革。事實上，大多數復合材料修理培訓還只是一種非常普通的、粗略的介紹。希昂復合材料系統公司認為，隨著復合材料在主體結構中的應用日趨增多，按照流程進行操作以及對無損檢測結果進行高技術的判讀，對于保證復合材料結構完整性非常必要。目前，希昂復合材料系統公司正在考慮解決這一問題，例如，應用實驗情境的方法進行模擬培訓，在實驗室為維修人員提供一些修理不恰當或誤操作后的復合材料修理件，然后由維修人員討論并指出導致最終錯誤的關鍵環節和重要原因。與此同時，英國吉凱恩集團正在著手研制一種自動化修理技術，該技術先用激光將每層復合材料中的樹脂熔化，剩下松動的碳纖維用刷子刷掉，即可處理下一層復合材料。整個操作流程十分快捷，一名維修人員可同時操作多臺機器設備，效率很高。歐洲航空防務及航天公司一直在努力開發飛機復合材料構件自動化修理技術，包括損傷檢測、表面準備、修理補片制備、補片安裝及修理后質量檢查。與此同時，德國宇航中心正在研究一種自動樹脂注入修理技術，目的是進一步開發挖補修理能力，包括采用計算機控制打磨技術去除損傷、修補織物內自動注入樹脂及固化，尤其適用于曲面較大構件損傷的修理，可以降低修理的復雜性。

王志平：從“九五”開始，國內的航空航天材料院所、民航以及部分高校就開始系統研究復合材料損傷修理技術，對層合板的挖補、貼補修理和蜂窩夾層結構損傷換芯修理進行了深入研究，出版了《復合材料結構修復指南》。但是，這些工作多結合各單位自身技術及應用特點開展，而且僅局限在軍用飛機復合材料的修理方面，并不完全適用于民機。

對于民用飛機的復合材料修復，只有民航系統對波音飛機和空客飛機復合材料損傷修理進行過一些研究，但還沒有通過適航認證的民機復合材料損傷修理的成套技術，復合材料的修理基本依賴國外技術支持，并且相當一部分復合材料損傷還要送國外修理。我國民航維修領域有關復合材料的修理技術、設備（工具）、人才和經驗等方面都極其有限，在復合材料修理現場的絕大多數工具都是他國產品。

對此，我國航空維修領域的決策者們應給予高度重視，要在航空維修領域大力普及復合材料基礎知識及正確的復合材料修理概念和模式；督促航空設計研究機構加大復合材料損傷特點及損傷容限研究力度；要重視復合材料損傷檢測技術及設備的應用研究；要開發更為簡便、高效的復合材料修理技術、設備。

王志平：復合材料的損傷檢測既是損傷評價的依據，也是復合材料結構修理的前提與基礎，在確定是否可修以及修理方案以前，必須對損傷部件進行徹底的無損檢查，以確定損傷的類型與程度。現有的飛機復合材料結構常用的無損檢測技術包括：

目視檢測法是使用最廣泛、最直接的無損檢測方法。它可以檢查出褪色、表面劃傷、裂紋、起泡、起皺、凹痕、富膠、貧膠等缺陷；敲擊檢測法是利用小錘或其他工具輕輕敲擊復合材料制件，通過辨聽聲音差異來查找損傷，適用于檢測夾層結構面芯脫粘、層合板分層以及脫膠等損傷，但受操作者的經驗影響較大；射線檢測法利用X射線成像原理檢測復合材料內部損傷，特別適合于檢測夾層結構的內部損傷以及復合材料中的夾雜，對垂直于材料表面的裂紋也具有較高的檢測靈敏度和可靠性, 對樹脂聚集與纖維聚集也有一定的檢測能力, 也可測量小厚度復合材料鋪層中的纖維彎曲等缺陷，但對復合材料中最為常見的分層缺陷檢測比較困難，對平行于材料表面的裂紋射線檢測技術也不敏感；超聲檢測法是利用超聲波的反射情況來判定損傷的類型、位置與深度等信息，可以用于檢測孔隙率、分層、脫膠、夾雜、疏松、裂紋等大部分損傷類型，主要包括有脈沖反射法、穿透法、反射板法、共振法、阻抗法等，它們各有特點，可根據材料結構的不同選用合適的檢測方法；渦流檢測法的基本原理是利用渦流探頭中線圈通以交變電流后，能夠在線圈附近的檢測試樣中產生渦流，該渦流又能產生一個交變反磁場，交變反磁場會改變線圈磁場，從而使流經線圈中的電流也隨之改變，當線圈上的電壓恒定，線圈中電流變化引起線圈阻抗變化，通過測量線圈阻抗的變化，就可以得到試樣內部的缺陷信息；紅外成像檢測法：當復合材料內部存在損傷時，將改變其熱傳導特性，此時通過熱成像裝置就可顯示損傷的位置和大小。

王志平：根據不同的損傷類型以及損傷部位的結構特點，應采用不同的結構修理方法。典型的復合材料結構修理方法可分為機械連接修理與膠接修理方法：

機械連接修理方法。該方法是將補片通過機械連接蓋住損傷或缺陷區域完成修理的一種方法。補片即可用金屬板，又可用復合材料板。金屬板中多用鈦板和鋁板，連接方法多用螺接和鉚接，特別是單面鉚接。機械連接修理便于外場使用，方便快捷，但有應力集中，有時會影響氣動外形。臨時性修理應用該法，條件具備時再將其拆去，改用膠接的永久性修理。

膠接修理方法。膠接修理法又可分為注射法、混合物填充法、貼補法、嵌入式補片修理法（挖補法）和夾層結構修理。注射法一般用于修復層合板中的小分層（特別是邊緣分層）以及蜂窩夾芯中蒙皮與蜂窩芯脫膠等。該方法通過將流動性較好的樹脂注入分層或脫粘的損傷區，采用常溫固化或加熱固化，以修理復合材料結構中的損傷。混合物填充法與注射法類似，只不過填充物多為短切纖維-樹脂混合物。該方法一般用于修復小范圍的表面損傷以及緊固件孔損傷。貼補法是指在損傷結構區域粘貼膠膜和補片，補片可以是預先固化好的復合材料層壓板，也可以是鈦、鋁等合金制作的金屬板。為了減小剝離應力和剪應力集中，補片邊緣常設計成楔形角度。嵌入式補片修理法（挖補法）是通過打磨或切割的方法清除復合材料損傷部位，再與預浸料補片或預浸漬的濕鋪層補片膠接，填補新材料的一種修理方法。根據去除損傷部位形狀的不同分為階梯法和斜接法。挖補法是較先進的方法，適用范圍廣、恢復結構強度高，而且外形恢復較好，是一種永久性修理方法。夾層結構修理，夾層結構是由上、下蒙皮通過膠膜或膠粘劑與芯子相連接的一種結構，由于該結構的蒙皮較薄，和芯子之間有明顯的膠接界面，所以在使用中常會發生蒙皮分層、板芯脫膠以及蒙皮損傷和芯子塌陷等缺陷。對于不同損傷程度，采用不同的修理方法。

王志平：未來五年，國內航空維修將迎來飛速發展期，中國航空公司運營的客機和貨機總數將超過2850架，中國航空維修行業市場規模將達到450億元以上。新增維修技術人員需要在2.4萬人以上。大力發展復合材料維修技術將會大幅度降低復合材料部件維修成本、提高維修效率，進而減少飛機在廠時間，可為維修機構及航空公司帶來巨大的經濟效益。