(作者：蒋绍新、魏静(广州民航职业技术学院))
论文摘要：
本文通过对飞机热损伤的检测、评估和修理方法的论述，介绍了目前最新的飞机结构热损伤范围的确定和评估方法;总结了飞机系统方面的修复工艺方法等，为飞机热损伤的正确、有效、快速的检测和修复提供了技术方面的参考依据。
关键词：民用飞机 热损伤 检修技术 NDT涡流检测 结构修理 系统修复
由于飞机大量使用的铝合金、复合材料、朔料、橡胶等绝缘材料都是对高温特别敏感，超过一定温度时都会对这些材料造成不可估量的损伤，从而影响飞机相关结构和系统，直接影响到飞机的飞行安全和适航水平，所以对飞机任何有可能的热损伤需要作进一步的检查、评估，发现损伤之后必须要得到正确的修复和处理，飞机才能继续投入使用，本文就是通过对民用飞机热损伤的检测、处理和修理维护的研究，以得出对民用飞机热损伤检测技术的借鉴和参考方案。下面我们主要从结构和系统两个方面进行论述。
一、 飞机结构热损伤的检测、评估和修理
飞机非金属材料结构的热损伤通过目视检查就可以发现。飞机铝合金材料占了比较大的比例并且对热损伤特别敏感，所以重点要做好对铝合金结构的检测、
评估和修理工作，尤其是对飞机蒙皮(铝合金蒙皮)的处理难度最大，通过参考相关参考资料和经验总结，具体的处理流程如图。
图1：铝合金强度与温度的关系(资料来源：美国波音公司)
热损伤对铝合金的影响主要表现在减低了材料的结构性能，尤其是对铝合金的强度影响最大，如图1所示。从图形显示我们可以知道，温度超过300℉(149℃)能够在很短的时间里面影响铝合金的强度，随着温度的继续增加，强度在不到一分钟的时间里面降低到不可接受的程度。
所以一旦怀疑或者发现飞机具有热损伤，就要进行检测和评估，以确定热损伤的区域，制定出修理方案。为了确定损伤区域，第一步就是清除评估的区域干涉零部件和表面涂层，使金属结构完全裸露出来，这一步比较关键，确定损伤区域常用的检测手段使用涡流检测(无损检测)的方法，涡流检测之前的关键步骤就是清除无关物品、深度清洁检测区域，才能保证涡流检测效果的正确性。
涡流检测，主要是检测铝合金的电导率，因为电导率与温度、强度具有一定的联系，如图2所示，这样，当温度升高时，强度不断增加，而电导率下降;但温度达到一定的数值时，强度继续增加，而电导率开始下降，等到温度增加到一定数值时，如图所示T6往T7变化时，强度急剧下降，而电导率又上升。根据这个特点，我们可以利用电导率的变化检测出热损伤的精确区域。
图2：铝合金张力强度、电导率和温度的关系变化图(资料来源：美国波音公司)
目前涡流检测电导率通常有两种方法，绝对数值法和相对数值法，通常情况下使用相对数值法进行电导率的检测。因为绝对数值法需要测量铝合金的实际的电导率，而电导率的数值与结构的几何形状、安装的位置、合金的具体材料、温度、湿度、相关区域其他零部件的影响相关，所以一般使用相对数值法来检测铝合金的电导率的变化，使用这个方法，就可以将一些影响因素视为恒量从而忽视他们，毕竟我们不需要确定的实际电导率是多少，我们只需要检测出电导率发生变化的区域就可以了。
国际通用方法是才用国际同业协会的标准退火铜(铜含量99.99%)电导率作为标准，简写为——%ICAS，标准铜试块的电导率视为100%，其他材料按照与标准试块的比较得出一个百分数%ICAS表示为相对电导率的数值，如铝合金2024-T3的电导率为28.5-32.0%ICAS，通常在电导率发生在同一个点处快速增加的地方就是强度急剧下降的地方，一般是将急剧提高1%ICAS的地方确定为热损伤的临界点，将这些点全部标出来后，就可以确定热损伤的实际区域，为什么选用1%ICAS作为临界点的标准，具体解释如下，我们以7075-T6为例，如图3、4所示，当温度在500℉时，电导率升高1%ICAS时，铝合金的失效作用时间大约40秒钟，或者说，在同样的作用时间下，电导率升高1%ICAS时，抗张强度就已经低于最低抗张强度极限，所以这就是NDT程序将1%ICAS的提升作为损伤临近点的参考标准。
图3：铝合金强度与温度关系(资料来源：美国波音公司)
图4：铝合金电导率与温度关系(资料来源：同上图)
下面通过一个实例来解释这个方法的应用。某飞机局部发生火灾，现在就要确定蒙皮热损伤导致的失效区域。拆除相关区域的器材并且深度清洁之后，利用涡流检测技术进行蒙皮表面的检测，检测数据如下图5所示，从而可以确定好损伤区域。接下来的工作就比较容易了，按照相关的结构修理手册修理就可以了，如果损伤超出手册修理标准，就需要报厂家和适航当局才可以进行修理。主要的工作内容包括：损伤结构切割分解报废、蒙皮等损伤结构更换、根据需要使用加强片连接片和补片、表面处理等工作内容。
图5：1%IACS变化曲线(资料来源美国波音公司)
二、 飞机系统热损伤的评估、检测和修复
飞机系统的热损伤的评估和检测比飞机结构热损伤的评估和检测总体上要容易些，通常情况下利用目测的方法基本上可以确定损伤情况，飞机各种系统通常包括控制器、管路、线路、钢索、功能部件等组成，通常情况下就可以根据表面情况就可以得到确认那些零部件受到损伤，通常措施是需要更换损伤器材，对于功能部件(如作动器、控制器等)还需要进一步的测试工作(如操作测试、功能测试等)，以确保系统的功能得到修复，下面就几个典型的系统与区域进行热损伤的检测和修复方案论述。
首先是液压系统，液压系统主要分布在飞机的发动机、吊架、起落架舱、空调舱、货舱、各种舵面(前后缘)等区域，主要由液压泵、液压压力组件、油虑、液压管、液压活门、作动器等组成，热损伤发生后，我们可以通过目视检查的方法确定损伤范围，这个范围比起飞机结构损伤容易确定，同时液压系统里面有许
多非金属材料(如软管、密封圈等)，也为损伤的程度提供有力的支持。确定好损伤范围后，接下来的修复工作主要有以下几部分组成(如图6所示)：分解检查、部件修理、系统安装和调节测试四个主要的步骤。其中特别需要说明的是要加注新鲜液压油将系统清洗两次，并且要检查新的油虑，有没有杂质异物，这个步骤比较重要，可以确保系统没有任何杂质异物;
图6：液压系统修复图
其次是飞机飞行控制系统，该系统主要分布在客舱、电子舱、货舱、尾舱、起落架舱等区域，主要部件由控制盒、钢索、控制组件、传感器、导线作动器、舵面等组成，该系统较之液压系统比较容易进行热损伤的评估、检测和修复工作，基本上哪个区域损伤就进行那个区域的分解修复工作，需要注意的是控制钢索的损伤，因为钢索容易被忽视，不过钢索受热后也会导致钢索性能变化，保险起见，热损伤区域的钢索需要进行更换，当然如果是一般性过热，温度在两百摄氏度左右的，钢索问题不大。
第三是飞机的电子舱区域，该区域如果发生火灾，造成的损失可能十分巨大，大量的电子电气控制组件、导线、控制器、设备架等安装于此，这个区域的损伤检测基本上通过目视就可以了，然而修复的工作就十分巨大了，只能一个系统、一个组件地进行检测评估，损坏的进行部件大修或者直接更换新件，确保各个相关的系统工作正常。
第四是发动机区域，通常这是一个最容易发生热损伤的区域，所以在相关飞机维护手册中有相关的处理程序，如果发动机内部发生火灾或者核心机匣区域发生火灾，通常情况下需要拆下发动机进行检测和大修。
三、 总结
本论文从飞机结构和飞机系统的两个方面进行热损伤的评估、检测和修复，结构修理的关键在于确定好损伤范围和针对性修理;系统修理的关键在于系统功能的恢复。同时也不能忽视其他问题，比如涂层(漆层、防腐剂等)的修复、覆盖物(地毯、隔热棉等)的修复等;还要探究发生热损伤的原因与解决措施，这样才能完整地确保热损伤得到全面处理，有效避免再次发生。
(本文发表于《航空维修与工程》)
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