机翼不是一块平板。
表面有连续曲率,内部还有长桁、翼肋和蜂窝结构。
超声波遇到每一处界面都会反射。
同一种颜色,可能代表层间空气,也可能只是后方骨架挡住了回波。
周野让扫描探头从单一垂直入射改为五个角度。
真正分层无论从哪个方向看,位置都固定。
长桁反射会随入射角移动。
树脂微裂对高频超声敏感,低频却能穿过;完全脱粘则在所有频率下形成强反射。
五角度、三频率数据叠加后,一点八米阴影被拆成三层地图。
为了验证地图,团队不能直接拿真机开刀。
他们从同批工艺见证板上制造三种人工缺陷:夹入薄膜模拟完全脱粘,以受控加热制造树脂微裂,再在背面装上一段与真机相同的长桁脚。
单角度扫描时,三种缺陷在彩图上几乎一样。
切换角度后,长桁影子横向移动了十一毫米;微裂只在高频通道发亮;薄膜脱粘则牢牢留在原坐标。
随后将见证板逐层切开。
计算边界与真实缺陷最大相差三点二毫米。
航空结构工程师仍不放心,又让算法故意不知道样板缺陷位置,做了一次盲测。九处缺陷全部找到,还排除了两处骨架假影。
这套方法才被允许用于真机维修边界。
屏幕上的一片彩色阴影,终于从“看起来像坏了”,变成每一层都有证据的损伤坐标。
周野又让两名检测员独立判读同一组数据。两人的核心区边界只差两毫米,中间分层区只差四毫米。所有差异位置再由计算机断层图复核,最终边界取更保守的一侧。
不是为了把损伤图画得漂亮。
而是确保磨头每向前一毫米,都知道自己为什么要磨,停在哪里才不会把完好承力层一起毁掉。
核心区直径四十二厘米。
十九层铺层中有十二层完全分离,树脂还存在局部烧蚀。
中间区延伸到一米零八厘米。
只有四到七层出现脱粘,其余铺层保持连续。
最外围直到一点八米,大多是基体微裂和残余热应力,没有形成真正空气层。
传统维修按最外阴影整体切除,会把仍能承载的大量碳纤维一同磨掉。
周野计划分区修复。
核心区挖除并补入新铺层。
中间分层区不切断纤维,使用低黏度树脂重新粘合。
外围微裂区通过受控压缩和韧化处理阻止扩展。
维修面积可以降到原方案的一半以下。
航空结构工程师却提出反对。
“注胶看起来简单,但层间裂缝只有几十微米。树脂可能只进入入口,里面留下空腔。”
“固化时还有气泡。地面检测合格,高空低压后气泡膨胀,分层会重新张开。”
他说得没错。
复合材料修复最怕“表面粘住,里面没吃饱”。
周野在中间区布置三圈微孔。
外圈抽真空。
内圈注入带荧光示踪的低黏度树脂。
中间圈不是进胶,也不是抽气,而是测量压力到达时间。
若树脂沿某条裂缝快速窜到外圈,说明存在宽通道。
若某个中间孔长时间没有压力变化,说明后方被闭合裂纹隔断。
第一轮试注使用与机翼相同铺层的损伤样板。
树脂从内圈进入后,大部分朝纤维方向扩散,横向区域几乎没有覆盖。
碳纤维束像一排排河道,把液体引向自己方向。
提高注入压力会让树脂横向扩散。
也可能把原本闭合的微裂顶成更大分层。
周野没有加压。
他让真空吸力沿圆周依次移动。
先抽东侧,再抽北侧,然后西侧、南侧。
树脂每次被温和地拉向不同方向,像用四股小水流轮流灌溉,而不是从中心一次猛冲。
荧光扫描显示覆盖率从百分之六十一提高到百分之九十六。
剩余百分之四集中在长桁脚附近。
那里铺层被结构压紧,裂缝开度不到十五微米。
普通树脂分子能进入,混入其中的增韧颗粒却进不去。
不加颗粒,修复后的层间韧性不足,遇到机翼反复弯曲仍会重新脱粘。
周野把增韧材料从颗粒改成在固化时原位生成的柔性相。
注入时,树脂保持真正低黏度。
进入裂缝并升温后,两种小分子才发生反应,形成纳米级柔性结构。
第二块样板完成固化。
超声显示没有空腔。
低压舱将环境降到相当于一万三千米高空,层间也没有鼓包。
接着进行弯曲疲劳。
十万次后,中间区完好。
核心挖补区边缘却出现一道新的白色指示。
注胶没有失败。
新旧铺层交界处的刚度突变,正把载荷推向刚修好的核心边缘。
要修好核心,不能只把十二层材料原样填回去。