FAA紧跟复材的发展
技术中心测试机队。这些FAA飞行试验机位于William J.Hughes技术中心，用作研发试验台，用于评估导航系统、通信系统和飞行载荷。
以弗所(Ephesus-希腊的一个地名)的希腊哲学家赫拉克利特(Heraclitus)曾说过：“变化是唯一不变的。”当我们审视航空航天中材料的演变时，我们可以看到这一说法背后的内在真理。莱特飞人是第一架成功的重于空气动力的飞机。飞行者号建于1903年，有一个木制框架。笔直的部分是云杉，弯曲的部分是榇木。框架上覆盖着一块精细编织的棉布，并用类似于当时水手在帆船1-3上使用的帆布涂料密封。在下一个飞机制造时代，建筑商使用了比木材强得多的金属合金，从而提高了性能。如今，随着性能的不断提高，大多数飞机都是由金属和复合材料的组合制成的。
波音公司（美国伊利诺伊州芝加哥）于20世纪50年代首次在其707客机中使用玻璃纤维，约占结构的2%。从那时起，每一代波音飞机的复合材料比例都有所增加。波音公司的787梦想客机大约有50%（按重量计算）是复合材料4。波音公司在大型运输机类别中的主要竞争对手空中客车公司与A350进行了竞争，A350也广泛使用复合材料，重量也约占50%。然而，由于安全是航空航天工业的首要任务，材料随着时间的推移逐渐演变。
20世纪70年代末和80年代初，美国国家航空航天局（NASA）通过其飞机能效（ACEE- Aircraft Energy Efficiency）先进复合材料结构项目，向大型运输机制造商发起挑战，要求使用石墨材料重新设计现有飞机部件。该项目的目标是开发必要的数据和技术，以实现对先进复合材料的生产承诺。波音公司为其737客机开发的石墨/环氧树脂水平安定面作为这项工作的一部分，于1984年投入商业运营。它们表现出色，没有任何服务事故的报告。这使得人们对复合材料在飞机主结构中的使用信心增强，并接受度提高。
美国联邦航空管理局（FAA）的使命是提供世界上最安全、最高效的航空航天系统。FAA制定航空法规，设定航空安全的最低可接受水平。随着材料和结构的不断发展，FAA必须不断评估其法规、政策和指导材料的充分性。《联邦法规法典》第14章包含了所有航空航天的法规。这些法规通常是基于性能的，而非规定性的，这意味着复合材料和金属结构都必须达到相同的安全标准。
除了对在美国国家航空航天系统（NAS）中飞行的飞机进行认证外，FAA还积极主动地致力于确保向复合材料的安全过渡。威廉·J·休斯技术中心（位于美国新泽西州大西洋城）是FAA的机构，工程师们在这里研究各种各样的材料，包括复合材料。2003年，FAA创建了联合先进材料和结构（JAMS）卓越中心，这是一个由多所大学组成的联盟，为FAA在测试和分析、粘接和修复、损伤容限、环境因素和耐撞性等领域进行研究。FAA、航空航天业和学术界并肩合作，不断提高安全标准。
FAA还通过《复合材料手册- 17》（CMH-17）对复合材料采取积极的态度，该手册提供了用复合材料设计和制造终端产品所需的信息和指导。其主要目的是标准化与当前和新兴复合材料的测试、数据简化和性能数据报告相关的工程数据开发方法。来自世界各地的专家每年都会开会为该手册开发内容，该手册在为飞机制造复合材料部件时被业界使用。FAA还通过咨询通告（Acs-Advisory Circulars ）直接为业界提供指导。AC 20 - 107B 规定了制造商在涉及纤维增强材料的飞机结构适航型号认证要求方面符合 《联邦法规法典》第 14章（14 CFR-14 of the Code of Federal Regulations）的可接受方法。它还包括有关材料和工艺控制、制造、结构粘接、环境考虑、结构保护、生成设计值、结构细节、静态强度和疲劳以及损伤容限的结构验证，以及修复、检查、耐撞性、防火、可燃性、热问题和防雷等方面的信息。该咨询通告最近于2009年更新。然而，由于行业不断发展，下一次修订也即将到来。
FAA的另一个高度优先事项是培训复合材料工作人员，这对于持续的认证效率和运行安全至关重要。这方面的成功取决于FAA工作人员对复合材料技术的了解。考虑到这一点，FAA为其航空安全检查员创建了复合材料制造技术（CMfgT）、复合材料结构技术（CSET）和复合材料维护技术（CMT）课程。这些课程由威奇托州立大学的国家航空研究所（NIAR）提供。FAA的复合材料教育举措还包括为航空公司检查员开发课程和熟练样本，并更新《联邦法规法典》第14章（14 CFR-14 of the Code of Federal Regulations）第147部分对航空维修学校的复合材料培训要求。
NASA在复合材料研究方面也非常活跃，并创建了先进复合材料联盟，以开发技术和方法，从而在航空航天中更高效地设计和应用复合材料。FAA持续与NASA和其他政府机构协调，以促进这些发展。
使用复合材料制造飞机的优势——高比强度、优越的疲劳性能、损伤容限和无腐蚀——继续使复合材料成为飞机设计师有吸引力的选择。FAA与业界一道，正在努力确保复合材料飞机继续在我们的天空中安全翱翔。
编后寄语
国产复材未能适航认证，总是个心病。
制造民机的复合材料，长期以来一直由东丽(Toray)、赫氏(Hexcel)、索尔维(Solvay)三家公司提供。近十多年前帝人(Teijin)仅碳纤维,挤进了单通道民机市场（见《机身
、机翼用谁家的复合材料》）。以上这四家公司的复合材料、碳纤维能够用于民机，关键就是这些材料均已通过FAA和EASA的适航认证。
商飞成立以前，国内许多行业已经使用自己的复合材料制造产品。由于不是用于民机，也就没有哪家公司去做适航认证工作。
C919项目一启动，鉴于国内没有经适航认证的复合材料，商飞最终还是选用美国氰特（Cytec）的复合材料。商飞这一决策断了国内碳纤维和基材树脂行业，进入民机市场之路。
飞机制造其实就是摆弄材料和制造工艺。面对没有国产复合材料这个窘境，曾经建议商飞在使用氰特（Cytec）材料的同时，组织国内碳纤维和基材树脂行业，参与C919的研制工作。同时探索自己材料的适航取证工作。
2013.11.当时工信部副部长苏波，批复了我的建议。同时责成化工处蒋健处长，召集有关单位开会研究。没想到，几个月后她早仙逝。至此，工信部对这项工作也就没有了下文。
2018年底商飞完成了，直径6米、长度13米的复合材料机身筒体试验件的制造工作。商飞官网以及媒体均有报道。最关键的是，它用的谁家的材料？什么牌号？至今在网上还没有看到。但可推理：因为试验件所用的材料，一定是将来C929机身所用的材料。所以它用的材料也一定是经过适航认证的材料。
按国际上民机供应商的惯例，C929机身一旦选定了国外的材料，在这个飞机型号生命周期内，很难更换材料供应商。
说来道去，国产民机得用国产材料，国产材料得经适航认证。
原文见，《The FAA: Keeping up with aerocomposites evolution 》 2016．7．28
杨超凡 2024.7.8
