微波固化技術(shù)在飛機(jī)復(fù)合材料維修中的應(yīng)用的概述

微波固化技術(shù)在飛機(jī)復(fù)合材料維修中的應(yīng)用的概述

    復(fù)合材料以其質(zhì)輕、高強(qiáng)、高剛、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，成為民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的生力軍。先進(jìn)民用飛機(jī)在結(jié)構(gòu)中大量地使用了復(fù)合材料，主要部位有：整流包皮、副翼、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)罩、阻力板、擾流器、起落架艙門(mén)、水平和垂直尾翼、方向舵及其他主要及次要承力結(jié)構(gòu)件等。復(fù)合材料非比尋常的物理特性和可設(shè)計(jì)性，以及近年來(lái)生產(chǎn)成本的降低，加速了飛行器結(jié)構(gòu)選材從金屬材料向復(fù)合材料轉(zhuǎn)變的進(jìn)程。復(fù)合材料的應(yīng)用具有可使飛機(jī)結(jié)構(gòu)減重10％一4o％、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本降低15％～30％的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)較高的燃油價(jià)格和越來(lái)越嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合材料能使飛機(jī)減重的優(yōu)點(diǎn)顯得尤為重要。~tlB777飛機(jī)復(fù)合材料用量已占整機(jī)結(jié)

構(gòu)重量的l1％。B787飛機(jī)主要結(jié)構(gòu)件全部采用復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)重量中復(fù)合材料占到了50％。從民用飛機(jī)使用復(fù)合材料的情況來(lái)看，復(fù)合材料在飛機(jī)上的用量和應(yīng)用部位已成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在鳥(niǎo)撞、雷擊、彈傷以及維護(hù)或操作不當(dāng)情況下，非常容易發(fā)生損傷，如分層、缺口、裂紋、破孔和斷裂等。這些損傷會(huì)顯著降低飛機(jī)復(fù)合材料的靜、動(dòng)態(tài)承載性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接威脅飛機(jī)的安全。傳統(tǒng)的機(jī)械修理方法是把金屬補(bǔ)強(qiáng)板用鉚接或螺接的方法在損傷部位進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)。這種修理方法的突出缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)重量增加很多，并且由于在修理過(guò)程中需要對(duì)原結(jié)構(gòu)開(kāi)孔，會(huì)形成新的應(yīng)力集中源，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提前開(kāi)裂破壞。膠結(jié)修理技術(shù)由于具有結(jié)構(gòu)增重小、成型性能好、抗疲勞和耐腐蝕性能好、修理時(shí)間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)維修中得到了應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。然而，一般的膠結(jié)修理，在固化過(guò)程中存在傳熱速度慢、溫度梯度大、固化不均勻和固化速度低缺陷，從而導(dǎo)致修補(bǔ)設(shè)備復(fù)雜、維修環(huán)境要求苛刻，難以實(shí)現(xiàn)快速、高質(zhì)量的維修需要。

    微波是一種電磁波，波長(zhǎng)為1～1000率為0．3～300 GHz。自19世紀(jì)末，赫茲證實(shí)電磁波的存在，1936年美國(guó)N-q~．South Worth證實(shí)電磁波可以在空心的金屬管中傳輸以來(lái)，微波技術(shù)已應(yīng)用于材料、廢物處理、電子、食品加工、化工、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、家庭生活和軍事等領(lǐng)域。近年，在飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)膠結(jié)修理中導(dǎo)入微波固化技術(shù)，不僅可有效提高維修質(zhì)量，縮短維修周期，而且體現(xiàn)出節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。其作為綠色工藝的手段之一而受到人們的廣泛重視。