在航空领域，复合材料凭借比强度高、比模量高、疲劳性好以及可设计性强等突出优势，应用愈发广泛。例如，A350 与 B787 飞机上复合材料用量占全机质量已超 50%;国产 C919 飞机复合材料占比约 12%，《2025-2030年全球及中国树脂行业市场现状调研及发展前景分析报告》预计 CR929 飞机复合材料占比将提升至 50% 以上。然而，飞机复合材料零部件在生产制造和服役过程中，常因工艺控制不当、自然环境影响和外来物撞击等，出现各类缺陷和损伤。树脂作为复合材料的关键组成部分，在飞机复合材料结构修理中起着不可或缺的作用。随着2025年树脂行业不断发展，飞机复合材料结构修理技术迎来新的发展机遇。

  一、飞机复合材料结构常见损伤分类及应对策略

  2.1 按损伤现象精准分类

  飞机复合材料结构损伤按现象可分为表面损伤和内部损伤。划痕、擦伤、凹坑、烧蚀、褶皱属于目视可见的表面损伤;分层、脱胶、湿气进水则需通过无损探测才能发现的内部损伤。

  2.2 从损伤原因深入剖析

  从损伤原因来看，冲击损伤最为常见，多由工具脱落、地面器材、飞鸟撞击等外来物造成，可导致复合材料结构剥落、分层、脱胶等破坏。雷击损伤出现频率相对较低，当飞机遭遇雷击且防护措施失效时，复合材料构件表面会烧蚀、炭化，还可能引发内部电化学反应。疲劳损伤较为少见，飞机复合材料构件在长期交变荷载作用下，会出现基体树脂开裂、纤维断裂等现象，襟翼频繁展开和收起就可能引发此类损伤。

  2.3 依据损伤程度合理处理

  依据损伤程度，飞机复合材料损伤可分为可允许损伤、可修理损伤和不可修理损伤。可允许损伤较小，不影响飞机结构功能和完整性，如微小划痕或浅凹坑，可通过打磨、涂漆处理。可修理损伤超出许可范围，会导致结构性能下降，如复合材料层合板分层损伤，可采用注胶修理或铺层修理恢复性能。不可修理损伤范围过大，无法通过修理恢复原有结构性能，如严重冲击穿孔、大面积分层和脱胶，此时只能更换零部件。

  二、损伤评估与修理方法抉择

  3.1 多维度损伤评估

  制定修理方案前，需对飞机复合材料结构件的缺陷或损伤进行综合评估，考量损伤数量、位置、类型以及结构件的重要程度等。不同重要程度的结构件，损伤修理容限判定标准不同。飞机交付前，损伤评估依据主要来自复材件验收条款;交付服役后，评估依据则主要来自飞机结构修理手册。

  3.2 多样化修理方法

  飞机复合材料结构修理方法丰富多样，包括铺层修理、注胶与填胶修理、胶接修理和机械修理等。铺层修理适用于复合材料层合结构内部大面积分层等可修理损伤，将损伤区域逐层打磨切除，用预浸料或湿铺层制作补片，重新铺贴并固化。注胶修理针对复合材料层合结构内部小面积分层等损伤，通过针孔注射低粘度树脂，使其在损伤区固化粘合。填胶修理用于复合材料层合结构表面划痕、凹坑等损伤，在损伤区域填充树脂胶或混合物。胶结修理适用于厚度较薄的复合材料板件完全断裂损坏的情况，通过搭接和胶粘剂固化粘接断裂板件与补强片。机械连接修理则针对有一定厚度的复合材料板件断裂或损伤无法用铺层修理恢复承载的情况，通过紧固件将损伤件与补强件螺接或铆接。

  三、飞机复合材料层合板铺层修理工艺实操

  4.1 明确修理准则

  飞机复合材料层合板铺层修理需遵循多项准则。在结构性能恢复方面，要恢复结构承载能力、传载路径，保证结构刚度，使其在疲劳、腐蚀和环境影响下性能稳定，同时不改变飞机气动外形。在使用功能恢复方面，要恢复原结构使用功能，如雷达罩透波率。在修理增重方面，需准确评估并控制修理增重，满足飞机质量平衡要求。在修理效率与成本方面，要优化工艺流程，合理选择材料和方法，降低修理成本。在修理工艺与材料方面，所有材料需按规范选用，遵循相应工艺规范。此外，还需注意固化加热次数限制、恢复原结构防护措施以及防止电化腐蚀等问题。

  4.2 规范铺层修理工序

  铺层修理主要工序包括清除水分、清除损伤、打磨清洁损伤区、预浸料或湿铺层铺层、封装、固化、整修表面和修后检测。

  4.3 预浸料铺层修理实例操作

  以 100mm×100mm 的碳纤维环氧树脂复合材料层合板为试板，假定第 3 层铺层有直径约 10mm 近圆形夹杂物。选用室温固化碳纤维环氧树脂预浸料，厚度约 0.25mm，可加热至 80℃以下加快固化速度。首先在透明薄膜上制作模线样板，将样板粘贴在试板上，画出打磨区域并进行逐层阶梯打磨。打磨后用芳纶布蘸丙酮清洁。提前取出预浸料下料，制作补片并标识。将模线样板再次定位粘贴，涂抹树脂胶后按顺序铺贴补片。之后进行封装，抽真空检查后加热至 80℃固化 0.5h，拆真空泵保压 2h，最后打磨抛光并进行超声无损探伤。

  4.4 湿铺层修理实例操作

  以100mm×100mm碳纤维环氧树脂复合材料层合板和玻璃纤维环氧树脂复合材料层合板为试板，假定第3层铺层有直径约10mm长圆状分层。选用玻璃纤维织物、室温固化 A/B 组分树脂，纤维厚度约 0.15mm，可加热至 80℃以下加快固化速度。先按图纸裁切长圆孔纸质模板，在试板上划线并进行逐层阶梯打磨，打磨后清洁。下料玻璃纤维布和无孔隔离膜，计算树脂总量并调配。制作湿铺层并按样板划线、下料、制作补片。定位铺贴补片后进行封装，抽真空检查，加热至 80℃固化 0.5h，拆真空泵保压 2h，最后打磨抛光并进行超声无损探伤。

  4.5 铺层修理工艺问题反思

  对修理后的试板进行目视检查和超声无损检测，发现部分试板出现二次损伤、孔隙超标、分层等现象。经分析，打磨时应选择合适打磨头低速操作，避免损伤完好区域;要做好打磨区域清洁保护，防止二次污染;铺层刮平时要控制力度，避免气泡和缺胶;注意铺层角度，防止出错;封装时检查铺覆顺序，及时进行抽真空泄漏检查和补救;同时要考虑湿热环境对修理结果的影响，并继续开展修复后试板结构强度分析与试验验证。

  四、技术迭代，开启新篇

  随着2025年树脂行业的发展，飞机复合材料结构损伤分析和修理技术取得显著进步。理论数据库和分析模型不断完善，传统修理方法持续改进创新，新兴快捷修理方法不断涌现，辅助修理监测手段逐步完善，飞机复合材料修理技术正朝着高质、高效、便捷、低成本的方向发展。未来，我国需借鉴国外成熟经验，建立健全飞机复合材料结构修理行业标准，搭建规范化、数字化平台，实现大数据共享，推动复合材料修理向标准化、智能化、自动化迈进，提升我国航空产业综合实力 。