2012年新年伊始，剛剛才消停一陣的空客A380再次成為人們茶余飯后的談資。但這一次，將“空中巨無霸”推到風(fēng)口浪尖的并不是中國第二架空客A380飛機的到來，而是一條不折不扣的負面消息。據(jù)國外媒體報道，從1月初開始，陸續(xù)有數(shù)架空客A380飛機在檢查中發(fā)現(xiàn)機翼翼肋與蒙皮間的連接件存在細微裂縫，因此歐洲航空安全局（EASA）要求航空公司對起降次數(shù)在1800次以上的空客A380客機進行緊急檢查。

　　鋼筋鐵骨的飛機為什么會出現(xiàn)裂縫？會對飛行安全造成影響嗎？問題的答案可能有很多，但相信無論是哪位專家的高見，航空材料之于飛行的重要作用都會毫無疑問地成為其中的主要內(nèi)容。實際上，正是由于航空材料的不斷創(chuàng)新，才造就了一代又一代新飛機的誕生，才成就了如今民航運輸業(yè)整體安全水平的大幅提高。

　　“巨無霸”與小裂紋

　　航空材料須承受安全之重

　　在不久前的一份聲明中，空客公司承認選材不當和設(shè)計缺陷是導(dǎo)致空客A380機翼內(nèi)部零件出現(xiàn)裂紋的主要原因，并且一再強調(diào)這些裂紋無礙飛行安全，可以通過例行檢修得以解決。但顯然部分公眾對此并不買賬，澳大利亞一些飛機工程師日前就聯(lián)合呼吁立即停飛所有空客A380飛機。

　　北京航空航天大學(xué)飛機設(shè)計專家黃俊基本贊同空客公司對于裂紋產(chǎn)生原因的說法?！皺C翼內(nèi)部零件出現(xiàn)裂紋的原因可能包括設(shè)計、加工、選材、安裝等幾個方面，材料選擇不當或材料的缺陷可能是其中的重要原因。另外，安裝零件時如果螺釘擰得過緊也可能產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，從而造成類似故障的發(fā)生?！秉S俊在接受國內(nèi)一家媒體采訪時說。

　　據(jù)空客公司介紹，此次顯現(xiàn)裂紋的零件是空客A380飛機機翼內(nèi)部的大約4000個L形鋁合金支架，它不屬于結(jié)構(gòu)承力件，而且裂紋不是金屬疲勞引發(fā)的，對飛行安全不會構(gòu)成任何影響。對此，有許多航空專家并不完全贊同。他們認為，雖然該支架不屬于結(jié)構(gòu)承力件，但如果出現(xiàn)大量支架開裂，就會對飛行安全產(chǎn)生較大影響，即使是少量開裂也會影響機翼的整體剛性和緊固性，從而帶來安全隱患。

　　有業(yè)內(nèi)人士建議，空客公司應(yīng)該盡快為出現(xiàn)問題的空客A380飛機更換零件，將原有的鋁合金材料更換成能夠承受更大壓力的材料，而不是拖到4年一度的檢修期時才來維修。

　　眾所周知，空客A380飛機是目前世界上最大的飛機，相比之下，零件上的幾絲裂紋從體積上來看確實顯得十分渺小。但是，作為飛行安全的基礎(chǔ)，航空材料本身容不得哪怕一絲裂紋，不僅在空客A380飛機身上如此，從古至今的所有飛機均是如此。

　　奇妙的雙螺旋

　　“一代材料，一代飛機”

　　說起飛機與材料，有航空專家認為，它們的關(guān)系很像DNA式的雙螺旋，呈現(xiàn)出交替“攀比”的螺旋上升狀態(tài)。飛機性能的提升對航空材料提出了日新月異的需求，航空材料的不斷突破又成為一代又一代新飛機誕生的催化劑。

　　在1903年首架飛機問世之后的10余年間，受科技發(fā)展水平的限制，當時的飛機設(shè)計準則主要是按靜強度設(shè)計，即飛機材料只要能夠承載飛行中的靜載荷便可。在這段時間內(nèi)，飛機材料主要為木材和帆布，除了個別連接件和發(fā)動機外，幾乎沒有什么金屬材料，這一點從萊特兄弟的“飛行者1號”身上可以清晰看出。

　　1920年~1949年，為了提高飛行安全水平，在飛機設(shè)計中開始逐漸融入安全壽命設(shè)計準則，飛機也過渡到以鋁合金和鋼材為主的全金屬飛機。自上世紀50年代開始，飛機飛行速度越來越快。為了保證安全，飛機設(shè)計準則從安全壽命準則轉(zhuǎn)向破損安全準則，一些飛機開始采用高強度、高韌性材料，比如鈦合金。另外，在這一時期，金屬疲勞問題逐步涌現(xiàn)并且越來越被航空業(yè)所關(guān)注，普通的鋁合金瞬間由航空材料“老大”變?yōu)橐恍┛针y的“罪魁禍首”，升級后的具有抗疲勞性能的鋁合金材料隨之大受青睞，并且沿用至今。

　　20世紀末期，復(fù)合材料憑借重量較輕、抗疲勞性好等諸多優(yōu)點登上歷史舞臺，在軍用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。進入21世紀，復(fù)合材料也開始逐步被應(yīng)用到民用領(lǐng)域并且得到迅速發(fā)展。在目前的一些先進民用飛機上，復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)重量百分比甚至超過了50%。有業(yè)內(nèi)人士認為，航空復(fù)合材料的時代已經(jīng)到來。

　　歷史表明，航空材料的選擇不僅會直接影響到飛機的性能，還會對飛機的可靠性、耐用程度和壽命等關(guān)乎飛行安全的因素起到?jīng)Q定性作用。從這個意義上講，“一代材料，一代飛機”的說法并不為過。

　　“這個殺手有點冷”

　　不得不防的金屬疲勞

　　盡管復(fù)合材料在現(xiàn)代飛機中的應(yīng)用越來越廣泛，但目前來講，金屬材料尤其是鋁合金依然是航空材料的主力軍。相應(yīng)地，金屬疲勞問題也從來沒有跳出過航空業(yè)者的目光。有航空專家指出，由于金屬疲勞不易被發(fā)現(xiàn)，對于飛行安全來講，它就好像一個“殺手”，而且“這個殺手有點冷”。

　　2011年4月2日，一架美國西南航空公司波音737-300客機在飛行途中上演驚魂一幕：機艙頂部突然破了一個2平方米的大洞，但飛機隨后成功迫降，并無人員傷亡。事后的分析報告指出，這一切都是金屬疲勞惹的禍。飛機頻繁起降造成的機艙循環(huán)加減壓會使機身處在一個膨脹、收縮的循環(huán)過程中，由于這架飛機機齡較大，機身蒙皮的鋁合金材料出現(xiàn)了金屬疲勞。

　　“所謂金屬疲勞，就是金屬材料在經(jīng)過長期的使用之后，由于重復(fù)多次地向其施加載荷，金屬內(nèi)部就會產(chǎn)生細小的裂紋。如果繼續(xù)施加載荷，裂紋就會繼續(xù)擴展，在加到一定程度的時候，材料就會被徹底破壞。”北京航空航天大學(xué)材料力學(xué)專家孟慶春教授解釋說。

　　孟慶春告訴記者，因金屬疲勞而產(chǎn)生的破壞不同于普通破壞形式。金屬材料的裂紋不僅不易被發(fā)現(xiàn)，而且在人們通常認為受力不大、不應(yīng)該有問題的情況下，出現(xiàn)疲勞的金屬材料也可能發(fā)生破壞?！皬淖置嫔现v，就好像司機疲勞駕駛，由于他的反應(yīng)速度變慢了，一些不起眼的因素也可能釀成交通事故。金屬疲勞也是一樣的，裂紋起初是一點點擴大，到一定程度之后就會造成承載面積的減小，即使在較小力的作用下，也可能被破壞。”孟慶春說。

　　不過，似乎“隱形”的金屬疲勞也不是不可破解的。孟慶春向記者表示，雖然有的裂紋由于在內(nèi)部，用肉眼很難看到，但現(xiàn)在擁有的無損探傷技術(shù)，如超聲波檢測、X光檢測等，都可以在早期就發(fā)現(xiàn)金屬疲勞的蹤跡，再加上對飛機的常規(guī)檢查和維修保養(yǎng)，我們完全可以將金屬疲勞扼殺在萌芽階段。（夏雨）