飞行器复材结构制造与维修实验室

发布者:航空学院发布时间:2026-08-27浏览次数:10

飞行器复材结构制造与维修实验室位于临港校区产教融合楼310室是面向现代航空器复合材料结构轻量化、高性能制造及服役损伤维修需求打造的专业教学、科研与工程实践平台,聚焦碳纤维增强树脂基复合材料等先进航空复材的成型制造、结构维修、质量检测与性能评价,致力于培养学生及研究人员在复合材料结构设计、成型工艺、损伤检测与工程维修等领域的综合能力。实验室紧密适配民用飞机、通用航空器、无人机及航空动力装备对复合材料结构高质量制造、高可靠服役和高效维修保障的技术需求,是开展飞行器制造工程专业教学、工程实训、科研创新及产教融合的重要实践平台。

实验室配备较为完善的复合材料制造、维修与检测仪器设备,核心设备包括RTM注胶机、复合材料打磨设备、复合材料热补仪、复合材料无损检测设备以及相关复材成型和维修辅助装备。各类设备构成了从复合材料成型制造、损伤加工、修理铺层、加热固化到无损检测与维修质量评价的完整技术链,可系统开展树脂传递模塑(RTM)、复合材料结构损伤去除、阶梯式/斜接式打磨、湿法铺层及预浸料修理、真空袋封装、局部加热固化以及超声无损检测等典型航空复材制造与维修工艺。设备配置兼顾专业教学、工程技能训练和科研创新需求,既能够满足学生对飞行器复合材料结构制造与维修全过程的实践学习,也能够支撑教师和科研人员开展复合材料成型工艺优化、损伤修复机理及维修质量评价等研究。

实验室以构建“结构制造-损伤检测-维修再制造-质量评价”一体化的复合材料工程实践与科研创新体系为核心目标,围绕飞行器复合材料结构制造与服役保障中的关键技术问题,重点开展以下三个方向的教学与研究:

复合材料结构先进成型制造技术:面向航空器复合材料结构轻量化、整体化和高性能制造需求,依托RTM注胶机等设备,开展树脂传递模塑及相关液体成型工艺研究。重点研究纤维预制体结构、树脂体系、注射压力、注胶温度、树脂流动与固化制度等工艺参数对复合材料充模质量、孔隙缺陷、纤维体积分数及力学性能的影响规律,探索复杂复合材料构件的低成本、高质量成型方法。结合航空结构典型零部件,可开展复合材料蒙皮、壁板、加强结构及小型复杂构件的制造实训与工艺验证,使学生系统掌握“材料准备—预制体制备—模具装配—树脂注射—固化成型—质量检测”的完整制造流程,为飞行器复合材料结构设计与制造提供技术支撑。

飞行器复合材料结构损伤维修技术:针对飞行器复合材料结构在制造、装配和服役过程中容易出现的冲击损伤、分层、脱粘、裂纹、表面损伤及局部烧蚀等典型问题,开展复合材料结构工程维修技术研究。依托复合材料打磨设备和热补仪,重点开展损伤区域去除、阶梯式打磨与斜接打磨、修理补片设计、铺层方向匹配、真空袋封装以及局部加热固化等关键工艺研究,分析打磨几何参数、修理铺层方式、搭接尺寸、固化温度和压力等因素对修理区域界面结合质量、承载能力和结构完整性的影响。在此基础上,探索典型航空复材结构的快速维修与原位修理方法,形成从损伤评估、维修方案设计到修理实施和质量验收的全过程技术能力,为航空器复合材料结构维修保障提供实验基础。

复合材料结构无损检测与维修质量评价技术:面向航空复合材料结构制造缺陷检测和维修后质量评价需求,依托复合材料无损检测设备,开展复合材料孔隙、夹杂、分层、脱粘、冲击损伤以及维修界面缺陷等典型损伤的检测与表征研究。重点探索超声等无损检测方法在复合材料结构中的应用规律,建立损伤类型、检测信号特征与结构状态之间的对应关系,实现对复材结构内部缺陷位置、范围及严重程度的识别与评价。同时,将无损检测贯穿于“制造—服役—损伤—维修—再检测”全过程,通过维修前后检测结果对比,对修理区域内部质量及修复效果进行评价,形成飞行器复合材料结构维修质量闭环控制能力。

本实验室主要服务于飞行器制造工程、飞行器运维与工程、航空维修工程、材料科学与工程、机械工程等相关专业,可与《复合材料成型原理与工艺》《飞行器制造技术基础》《飞机装配工艺学》《航空工程材料》《飞行器工程检测技术》《飞机构造学》等专业课程及相关科研项目深度融合。通过将航空复材结构制造、损伤检测和工程维修等典型任务转化为实验教学与项目化实践内容,构建“材料-结构-制造-检测-维修-评价”全链条知识与能力体系,使学生不仅掌握复合材料结构制造和维修的基本理论,而且能够完成典型航空复材构件从制造、检测到损伤维修的全过程工程实践。

实验室将进一步突出航空特色与工程应用导向,加强与航空制造企业、航空维修单位及复合材料装备企业的产学研合作,将航空器复合材料结构实际制造与维修案例、行业标准和工程规范引入实验教学与科研实践,推动专业教学、科研创新和产业需求深度融合。通过实验室建设,着力培养学生在复合材料成型制造、结构损伤识别、维修方案制定、维修工艺实施及质量检测评价等方面的综合工程能力,为航空制造与维修领域培养具有扎实理论基础、较强工程实践能力、质量意识和创新能力的应用型专业技术人才,并为飞行器复合材料结构高质量制造、服役安全保障及高效维修提供科研与技术支撑。