CN112606425A - 用于航空飞行器油箱的复合材料及其制备方法、航空飞行器油箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于航空飞行器油箱的复合材料及其制备方法、航空飞行器油箱，其中，复合材料包括：内铺层1、第一胶膜2、蜂窝芯材3、第二胶膜4和外铺层5，内铺层1、第一胶膜2、蜂窝芯材3、第二胶膜4和外铺层5依次复合构成层叠体。本发明中，内铺层1和外铺层5采用TEDLAR薄膜减轻了机体结构重量，节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期，航空器油箱实现机体结构轻量化，减少了约8公斤/立方米的结构重量，使得装配该航空飞行器油箱的航空器机体结构的重量也因此大大减轻。

Description

用于航空飞行器油箱的复合材料及其制备方法、航空飞行器 油箱
技术领域
本发明涉及一种飞行器设计、制造领域，尤其涉及一种用于航空飞行器油箱的复合材料及其制备方法、航空飞行器油箱。
背景技术
目前，飞行器一般采用密封材料如塑料、橡胶或金属制成的独立油箱，密封性保障好，但由于独立油箱的外形受到制造及装配工艺限制，较为方正。机体结构空间利用率不高，容积损失较大，同时由于油箱单独制造，无法与机体结构整合，增加额外重量。
由于机体结构轻量化及大油量长航时要求，整体式油箱在飞行器上的应用日益增多。整体式油箱承载结构由机体结构中的框、梁、底板、盖板等组成，通过紧固件和密封材料互相连接形成封闭舱室。整体油箱由于借助机体构件作为承载结构，节省了独立油箱的重量，同时提高了机体空间利用率，增加了油箱容积，但同时对密封能力提出了更高的要求。
以碳纤维为代表的先进复合材料，由于其优良的比强度、比模量、疲劳强度、环境适应性、耐腐蚀等特性，被广泛应用于飞行器机体结构和整体式油箱制造。特别是复合材料蜂窝夹芯结构，由于其重量轻、截面惯性矩大、结构效率高等优势，被广泛应用于飞行器的蒙皮、整体式油箱壁板、地板等大面积低曲率零件的制造。但由于复合材料蜂窝夹芯结构的孔隙大、密封差的特点，易出现燃油渗漏问题，因此油箱装配时需要使用密封材料进行装配面的缝内、缝外的填充及表面的整体刮涂密封。
对于整体式油箱的内表面，由于面积大，对于刮涂密封材料的面密度极为敏感。目前常用的喷涂式密封胶，由于密封效果不稳定，需要多次喷涂，造成密封胶固化后等效面密度较高，产生了较大的结构重量。同时多次喷涂易造成密封胶各层之间界面粘接不良，在燃油长期冲刷作用下，可能产生脱落或者皲裂现象，造成密封失效，极大增加了维护维修成本。
发明内容
本发明旨在解决上述问题之一。
本发明的主要目的在于提供一种用于航空飞行器油箱的复合材料。
本发明的另一目的在于提供一种用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种航空飞行器油箱。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明一方面提供了一种用于航空飞行器油箱的复合材料，包括：内铺层1、第一胶膜2、蜂窝芯材3、第二胶膜4和外铺层5，所述内铺层1、所述第一胶膜2、所述蜂窝芯材3、所述第二胶膜4和所述外铺层5依次复合构成层叠体；所述用于航空飞行器油箱的复合材料采用如下方法制备而成：
在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11，所述第一TEDLAR薄膜11的面密度为53克/平方米；
在所述第一TEDELAR薄膜11上逐层铺贴第一预浸料12，将所述第一TEDELAR薄膜11和所述第一预浸料12复合在一起形成所述内铺层1，对所述内铺层1进行抽真空预压实；
在所述内铺层1上铺贴所述第一胶膜2后放置所述蜂窝芯材3，并预压实固定；
在所述蜂窝芯材3远离所述内铺层1的表面铺贴所述第二胶膜4，并预压实固定；
在所述第二胶膜4上逐层铺贴第二预浸料52；
在逐层铺贴所述第二预浸料52后，铺贴第二TEDLAR薄膜51，将所述第二TEDELAR薄膜51和所述第二预浸料52复合在一起形成所述外铺层5，所述第二TEDLAR薄膜51的面密度为53克/平方米。
可选的，通过以下方式在所述模具上铺贴所述第一TEDLAR薄膜11：
将所述第一TEDLAR薄膜11铺贴在所述模具表面并进行抽真空，使所述第一TEDLAR薄膜11完全贴合在所述模具上。
可选的，所述用于航空飞行器油箱的复合材料还采用如下方法制备而成：
在将所述第二TEDELAR薄膜51和所述第二预浸料52复合在一起形成所述外铺层5后，从所述模具上撤去所述第一TEDLAR薄膜11的真空，并对所述用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋，在所述最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
可选的，所述第一胶膜2的面密度不低于150克/㎡；所述第二胶膜4的面密度不低于150克/㎡；所述第一预浸料12的铺贴厚度不少于1.4mm；所述第二预浸料52的铺贴厚度不少于1.4mm。
本发明另一方面提供了一种如上所述的用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11；
在所述第一TEDELAR薄膜11上逐层铺贴第一预浸料12，将所述第一TEDELAR薄膜11和所述第一预浸料12复合在一起形成内铺层1，对所述内铺层1进行抽真空预压实；
在所述内铺层1上铺贴第一胶膜2后放置蜂窝芯材3，并预压实固定；
在所述蜂窝芯材3远离所述内铺层1的表面铺贴第二胶膜4，并预压实固定；
在所述第二胶膜4上逐层铺贴第二预浸料52；
在逐层铺贴所述第二预浸料52后，铺贴第二TEDLAR薄膜51，将所述第二TEDELAR薄膜51和所述第二预浸料52复合在一起形成外铺层5。
可选的，所述在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11包括：
将所述第一TEDLAR薄膜11铺贴在所述模具表面并进行抽真空，使所述第一TEDLAR薄膜11完全贴合在所述模具上。
可选的，所述制备方法还包括：
在将所述第二TEDELAR薄膜和所述第二预浸料52复合在一起形成所述外铺层5后，从所述模具上撤去所述第一TEDLAR薄膜11的真空，并对所述用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋；在最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
可选的，所述第一胶膜2的面密度不低于150克/㎡；所述第二胶膜4的面密度不低于150克/㎡；所述第一预浸料12的铺贴厚度不少于1.4mm；所述第二预浸料52的铺贴厚度不少于1.4mm。
本发明另一方面提供了一种航空飞行器油箱，包括：纵梁20、底板30、隔框40和盖板50；其特征在于：
所述纵梁20、所述底板30、所述隔框40和所述盖板50的材料均采用如权利要求1至5任一项中所述的用于航空飞行器油箱的复合材料；
所述纵梁20、所述底板30、所述隔框40和所述盖板50通过紧固件和密封材料连接形成封闭舱室。
可选的，所述盖板50的内表面粘接有聚四氟乙烯密封条60，所述聚四氟乙烯密封条包括外圈密封条61和内圈密封条62。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种用于航空飞行器油箱的复合材料及其制备方法、航空飞行器油箱，具有以下有益效果：
(1)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜减轻了机体结构重量。现有技术中，产品表面喷涂密封胶，需至少喷涂三层，每层厚度不少于0.3mm厚度，结构重量增加1500克/平方米。而TEDLAR薄膜面密度53克/平方米，比喷涂的密封胶更薄，两层重量106克，对比密封胶减重1394克/平方米，减重量约90％，减轻了航空器机体结构的重量，而且，避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
(2)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期。在操作工时方面，TEDLAR薄膜只需在产品铺层时直接铺贴，操作时间1小时/平方米；而涂刷密封胶需要表面处理、刷底涂、调胶、刷胶、晾置、硫化等工序，操作时间需要6小时/平方米，工时节约5倍。在操作周期方面，TEDLAR薄膜铺层时间约1小时，密封胶晾置及硫化时间需要4天。在产品成本方面，采用密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜可使产品成本降低70％。
(3)聚四氟乙烯胶条代替现有技术中的密封胶条，使油箱盖板拆卸方便并减少了约4天的操作时间及硫化时间。
(4)航空器油箱实现机体结构轻量化，减少了约8公斤/立方米的结构重量，使得装配该航空飞行器油箱的航空器机体结构的重量也因此大大减轻。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例1提供的用于航空飞行器油箱的复合材料的结构示意图；
图2为本发明实施例2提供的用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法的流程图；
图3为本发明实施例3提供的一航空飞行器油箱的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的另一航空飞行器油箱的结构示意图；
图5为本发明实施例3提供的粘接四氟乙烯密封条的盖板的示意图；
图6为本发明实施例3提供的盖板装配结构示意。
附图标号说明：
1、内铺层；11、第一TEDLAR薄膜；12、第一预浸料；
2、第一胶膜；3、蜂窝芯材；4、第二胶膜；
5、外铺层；51、第二TEDLAR薄膜；52、第二预浸料；
20、纵梁；30、底板；40、隔框40；50、盖板；
60、聚四氟乙烯密封条；61、外圈密封条；62、内圈密封条；
70、连接螺栓；80、密封托板；90、盖板连接翻边。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合附图1至图6对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例1
参见图1，本发明实施例提供的用于航空飞行器油箱的复合材料，包括：内铺层1、第一胶膜2、蜂窝芯材3、第二胶膜4和外铺层5，内铺层1、第一胶膜2、蜂窝芯材3、第二胶膜4和外铺层5依次复合构成层叠体；用于航空飞行器油箱的复合材料采用如下方法制备而成：
在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11，第一TEDLAR薄膜11的面密度为53克/平方米；
在第一TEDELAR薄膜11上逐层铺贴第一预浸料12，将第一TEDELAR薄膜11和第一预浸料12复合在一起形成内铺层1，对内铺层1进行抽真空预压实；
在内铺层1上铺贴第一胶膜2后放置蜂窝芯材3，并预压实固定；
在蜂窝芯材3远离内铺层1的表面铺贴第二胶膜4，并预压实固定；
在第二胶膜4上逐层铺贴第二预浸料52；
在逐层铺贴第二预浸料52后，铺贴第二TEDLAR薄膜51，将第二TEDELAR薄膜51和第二预浸料52复合在一起形成外铺层5，第二TEDLAR薄膜51的面密度为53克/平方米。
本发明实施例中，第一TEDLAR薄膜11和第二TEDLAR薄膜51采用美国杜邦的轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜作为复合材料的表面密封材料，在产品基本结构铺层时可以直接贴敷在产品上下表面的最外层，实现产品的密封功能。这种薄膜在防潮、耐候性、强度和耐久性上性能优越并对大量化学品、溶剂反应惰性，不溶于煤油、汽油等燃油材料。
现有技术中，复合材料表面喷涂密封胶，需至少喷涂三层，每层厚度不少于0.3mm厚度，结构重量增加1500克/平方米。而TEDLAR薄膜面密度53克/平方米，比喷涂的密封胶更薄，两层重量106克，对比密封胶减重1394克/平方米，减重量约90％，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
而且，轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期。在操作工时方面，TEDLAR薄膜只需在产品铺层时直接铺贴，操作时间1小时/平方米；而现有的涂刷密封胶需要表面处理、刷底涂、调胶、刷胶、晾置、硫化等工序，操作时间需要6小时/平方米，工时节约5倍。在操作周期方面，TEDLAR薄膜铺层时间约1小时，而现有的密封胶晾置及硫化时间需要4天。在产品成本方面，采用密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜可使产品成本降低70％。
作为本实施例中一种可选的实施方式，可以通过以下方式在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11：将第一TEDLAR薄膜11铺贴在模具表面并进行抽真空，使第一TEDLAR薄膜11完全贴合在模具上。
在实际实施时，第一TEDLAR薄膜11需要与模具严密贴合，尤其拐角处不能架桥以免影响后续铺层的贴模度。对于平板或曲率平缓的产品可以用3M喷胶固定；对于外形复杂的零件，在产品边界线以外区域粘接密封条，将第一TEDLAR薄膜11覆在模具表面进行抽真空，使第一TEDLAR薄膜11完全贴合在模具上，以便保证后续铺层的贴膜度较高。此外，抽真空要求整个铺层过程持续进行。
作为本实施例中一种可选的实施方式，第一胶膜2的面密度不低于150克/㎡；第二胶膜4的面密度不低于150克/㎡；第一预浸料12的铺贴厚度不少于1.4mm；第二预浸料52的铺贴厚度不少于1.4mm。进一步达到复合材料的铺层比喷涂的密封胶更薄，重量更轻，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
本实施例中，预浸料是指已浸渍了树脂的片状叠层材料，用于纤维增强复合材料设计与制造工艺的一类中间材料，将预浸料和TEDELAR薄膜复合在一起形成内外铺层，使得内外铺层具有更好的气密性，达到整体油箱密封及轻量化的要求。
作为本实施例中一种可选的实施方式，在铺贴产品最外表面的第二TEDLAR薄膜52时，由于密封性要求，第二TEDLAR薄膜52不允许拼接或产生皱褶。因此，在实际实施时，还可以使用密封条将第二TEDLAR薄膜52固定，以及对第二TEDLAR薄膜52抽真空使其吸附在铺层上，优选地，可以持续抽真空30分钟以上，从而保证不产生拼接和皱褶，达到密封性要求。另外，第二TEDLAR薄膜52需根据产品外形裁剪成合适尺寸，以免抽真空时薄膜破裂或产生皱褶。
作为本实施例中一种可选的实施方式，本实施例提供的用于航空飞行器油箱的复合材料还采用如下方法制备而成：
在将第二TEDELAR薄膜51和第二预浸料52复合在一起形成外铺层5后，从模具上撤去第一TEDLAR薄膜11的真空，并对用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋，在最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
在具体实施时，产品固化压力至少为0.3MPa，可选的，蜂窝芯材3的厚度小于5mm，或者，对蜂窝芯材3进行防滑移预处理，建议增加0.1-0.2MPa压力以改善产品质量。此外，固化后产品周转、操作时注意表面防护，避免薄面划伤、磨损，如果出现缺损可以使用密封胶修补，修复面积大于缺损边缘20mm以上。
本实施例提供的一种用于航空飞行器油箱的复合材料，具有以下有益效果：
(1)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜减轻了机体结构重量。现有技术中，产品表面喷涂密封胶，需至少喷涂三层，每层厚度不少于0.3mm厚度，结构重量增加1500克/平方米。而TEDLAR薄膜面密度53克/平方米，比喷涂的密封胶更薄，两层重量106克，对比密封胶减重1394克/平方米，减重量约90％，减轻了航空器机体结构的重量，而且，避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
(2)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期。在操作工时方面，TEDLAR薄膜只需在产品铺层时直接铺贴，操作时间1小时/平方米；而涂刷密封胶需要表面处理、刷底涂、调胶、刷胶、晾置、硫化等工序，操作时间需要6小时/平方米，工时节约5倍。在操作周期方面，TEDLAR薄膜铺层时间约1小时，密封胶晾置及硫化时间需要4天。在产品成本方面，采用密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜可使产品成本降低70％。
实施例2
参见图2，本实施例提供了一种用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤(S101-S106)：
S101、在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11；
本实施例中，第一TEDLAR薄膜11采用美国杜邦的轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜作为复合材料的表面密封材料，在产品基本结构铺层时可以直接贴敷在产品上下表面的最外层，实现产品的密封功能。这种薄膜在防潮、耐候性、强度和耐久性上性能优越并对大量化学品、溶剂反应惰性，不溶于煤油、汽油等燃油材料。
作为本实施例中一种可选的实施方式，在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜11，包括：将第一TEDLAR薄膜11铺贴在模具表面并进行抽真空，使第一TEDLAR薄膜11完全贴合在模具上。
在实际实施时，第一TEDLAR薄膜11需要与模具严密贴合，尤其拐角处不能架桥以免影响后续铺层的贴模度。对于平板或曲率平缓的产品可以用3M喷胶固定；对于外形复杂的零件，在产品边界线以外区域粘接密封条，将第一TEDLAR薄膜11覆在模具表面进行抽真空，使第一TEDLAR薄膜11完全贴合在模具上，以便保证后续铺层的贴膜度较高。此外，抽真空要求整个铺层过程持续进行。
现有技术中，复合材料表面喷涂密封胶，需至少喷涂三层，每层厚度不少于0.3mm厚度，结构重量增加1500克/平方米。而TEDLAR薄膜面密度53克/平方米，比喷涂的密封胶更薄，两层重量106克，对比密封胶减重1394克/平方米，减重量约90％，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
而且，轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期。在操作工时方面，TEDLAR薄膜只需在产品铺层时直接铺贴，操作时间1小时/平方米；而现有的涂刷密封胶需要表面处理、刷底涂、调胶、刷胶、晾置、硫化等工序，操作时间需要6小时/平方米，工时节约5倍。在操作周期方面，TEDLAR薄膜铺层时间约1小时，而现有的密封胶晾置及硫化时间需要4天。在产品成本方面，采用密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜可使产品成本降低70％。
S102、在第一TEDELAR11薄膜11上逐层铺贴第一预浸料12，将第一TEDELAR薄膜11和第一预浸料12复合在一起形成内铺层1，对内铺层1进行抽真空预压实；
其中，预浸料是指已浸渍了树脂的片状叠层材料，用于纤维增强复合材料设计与制造工艺的一类中间材料。本实施例中，将第一预浸料12和第一TEDELAR11薄膜复合在一起形成内铺层1，使得内铺层1具有高韧性，能够作为主要受力加强筋，用来承受荷载。
本实施例中，在第一TEDELAR11薄膜11上逐层铺贴第一预浸料12。作为本实施例中一种可选的实施方式，第一预浸料12的铺贴厚度不少于1.4mm；进一步达到复合材料的铺层比喷涂的密封胶更薄，重量更轻，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。
S103、在内铺层1上铺贴第一胶膜2后放置蜂窝芯材3，并预压实固定；
作为本实施例中一种可选的实施方式，第一胶膜2的面密度不低于150克/㎡，进一步达到复合材料的铺层比喷涂的密封胶更薄，重量更轻，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。
S104、在蜂窝芯材3远离内铺层1的表面铺贴第二胶膜4，并预压实固定；
作为本实施例中一种可选的实施方式，第二胶膜4的面密度不低于150克/㎡，进一步达到复合材料的铺层比喷涂的密封胶更薄，重量更轻，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。
S105、在第二胶膜4上逐层铺贴第二预浸料52；
本实施例中，在第二胶膜4上逐层铺贴第二预浸料52。作为本实施例中一种可选的实施方式，第二预浸料52的铺贴厚度不少于1.4mm。进一步达到复合材料的铺层比喷涂的密封胶更薄，重量更轻，能够满足小型航空器(如无人机)对机身重量轻的要求。
S106、在逐层铺贴第二预浸料52后，铺贴第二TEDLAR薄膜51，将第二TEDELAR薄膜51和第二预浸料52复合在一起形成外铺层5。
本实施例中，将第二预浸料52和第二TEDELAR51薄膜复合在一起形成外铺层，使得外铺层具有高韧性，能够作为主要受力加强筋，用来承受荷载。
作为本实施例中一种可选的实施方式，在铺贴产品最外表面的第二TEDLAR薄膜52时，由于密封性要求，第二TEDLAR薄膜52不允许拼接或产生皱褶。因此，在实际实施时，还可以使用密封条将第二TEDLAR薄膜52固定，以及对第二TEDLAR薄膜52抽真空使其吸附在铺层上，优选地，可以持续抽真空30分钟以上，从而保证不产生拼接和皱褶，达到密封性要求。另外，第二TEDLAR薄膜52需根据产品外形裁剪成合适尺寸，以免抽真空时薄膜破裂或产生皱褶。
作为本实施例中一种可选的实施方式，本实施例提供的制备方法还包括：
在将第二TEDELAR薄膜51和第二预浸料52复合在一起形成外铺层5后，从模具上撤去第一TEDLAR薄膜11的真空，并对用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋；在最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
在具体实施时，产品固化压力至少为0.3MPa，可选的，蜂窝芯材3的厚度小于5mm，或者，对蜂窝芯材3进行防滑移预处理，建议增加0.1-0.2MPa压力以改善产品质量。此外，固化后产品周转、操作时注意表面防护，避免薄面划伤、磨损，如果出现缺损可以使用密封胶修补，修复面积大于缺损边缘20mm以上
本实施例提供的用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法，具有以下有益效果：
(1)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜减轻了机体结构重量。现有技术中，产品表面喷涂密封胶，需至少喷涂三层，每层厚度不少于0.3mm厚度，结构重量增加1500克/平方米。而TEDLAR薄膜面密度53克/平方米，比喷涂的密封胶更薄，两层重量106克，对比密封胶减重1394克/平方米，减重量约90％，减轻了航空器机体结构的重量，而且，避免了在燃油长期冲刷作用下，发生脱落或者皲裂，造成密封失效，增加维护维修成本的问题。
(2)轻质密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜节省操作工时、降低了产品成本、减少了制造周期。在操作工时方面，TEDLAR薄膜只需在产品铺层时直接铺贴，操作时间1小时/平方米；而涂刷密封胶需要表面处理、刷底涂、调胶、刷胶、晾置、硫化等工序，操作时间需要6小时/平方米，工时节约5倍。在操作周期方面，TEDLAR薄膜铺层时间约1小时，密封胶晾置及硫化时间需要4天。在产品成本方面，采用密封材料聚氟乙烯材料TEDLAR薄膜可使产品成本降低70％。
实施例3
参见图3至图6，本实施例提供了一种航空飞行器油箱。该航空飞行器油箱包括：纵梁20、底板30、隔框40和盖板50；纵梁20、底板30、隔框40和盖板50的材料均采用如实施例1中提供的用于航空飞行器油箱的复合材料；纵梁20、底板30、隔框40和盖板50通过紧固件和密封材料连接形成封闭舱室。
参见图3和图4，本实施中，纵梁20、底板30和隔框40形成多个油箱舱，盖板50包括多个，分别与多个油箱舱对应密封装配。该结构可以大大提高空间利用率，减少容积损失，使得燃油容积可以增加20％左右。
具体实施时，本实施例提供的航空飞行器油箱的各部件之间采用密封胶铆接方式进行装配，在密封胶操作期内通过铆钉挤压，自然形成胶缝，实现缝内、缝外密封。同时，为保证铆钉孔的密封，所有铆钉采用蘸胶铆接，并在墩头处涂覆密封胶。从而保证油箱良好的密封效果。
参见图5，作为本发明实施例的一个可选实施方式，盖板50的内表面粘接有聚四氟乙烯密封条60，聚四氟乙烯密封条包括外圈密封条61和内圈密封条62。具体实施时，粘接聚四氟乙烯密封条60前，盖板50的内表面的胶粘位置需进行表面处理，用丙酮清洁，注意不要打磨TEDELAR膜；在丙酮挥发后，在胶粘位涂刷3遍专用底涂并晾置20分钟以上；然后，撕去聚四氟乙烯胶带上的不粘胶离型纸，在盖板50的内表面上粘接聚四氟乙烯密封胶条的外圈密封条61和内圈密封条62。本实施例中，将聚四氟乙烯密封条代替密封胶条，实现油箱盖密封功能，使油箱盖板拆卸方便并减少了约4天的操作时间及硫化时间。
参见图6，作为本发明实施例的一个可选实施方式，本实施例提供的航空飞行器油箱还包括：连接螺栓70、密封托板80和盖板连接翻边90。如图6所示，连接螺栓70依次穿过盖板50、盖板连接翻边90和密封托板80，并通过螺母紧固连接螺栓70，将盖板50固定。从图6中可以看出，在盖板50的内表面粘接有聚四氟乙烯密封条60，从而实现油箱盖密封功能，使盖板拆卸方便并减少了操作周期。
在具体实施时，本实施例提供的航空飞行器油箱的装配方法主要分为以下步骤：步骤S201、将纵梁20、底板30、隔框40和盖板50在型架上定位、预装；为避免胶接失效，不允许带应力装配，装配间隙要求不大于0.2mm，预装合格后钻制连接初孔。S202、拆卸预装好的各部件(即纵梁20、底板30、隔框40和盖板50)，并对各部件进行表面处理，尤其装配面需严格按规范执行，处理后在4小时内完成密封装配。S203、各部件的装配面先涂与密封胶配套的底涂，晾置后涂刷0.3-0.5mm厚的密封胶，并最快定位组装，使用紧固件连接。各部件的装配面挤出的胶液不需清除，用刮板顺形完成缝外密封。紧固件连接前需在螺纹处涂密封胶，带胶连接，连接后在油箱内部的螺栓头(螺母)扣密封碗并在碗内注胶实现紧固件密封。装配结束后，密封胶需进行硫化处理方可实施后续工作，硫化温度70℃24小时，或常温15天。
通过本实施例提供的航空飞行器油箱的各部件的材料均采用实施例1提供的用于航空飞行器油箱的复合材料，使得油箱实现机体结构轻量化，减少了约8公斤/立方米的结构重量，使得装配该航空飞行器油箱的航空器机体结构的重量也因此大大减轻。而且，航空器油箱的盖板内表面采用聚四氟乙烯胶条代替现有技术中的密封胶条，使油箱盖板拆卸方便并减少了约4天的操作时间及硫化时间。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种用于航空飞行器油箱的复合材料，其特征在于，包括：内铺层(1)、第一胶膜(2)、蜂窝芯材(3)、第二胶膜(4)和外铺层(5)，所述内铺层(1)、所述第一胶膜(2)、所述蜂窝芯材(3)、所述第二胶膜(4)和所述外铺层(5)依次复合构成层叠体；所述用于航空飞行器油箱的复合材料采用如下方法制备而成：
在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜(11)，所述第一TEDLAR薄膜(11)的面密度为53克/平方米；
在所述第一TEDELAR薄膜(11)上逐层铺贴第一预浸料(12)，将所述第一TEDELAR薄膜(11)和所述第一预浸料(12)复合在一起形成所述内铺层(1)，对所述内铺层(1)进行抽真空预压实；
在所述内铺层(1)上铺贴所述第一胶膜(2)后放置所述蜂窝芯材(3)，并预压实固定；
在所述蜂窝芯材(3)远离所述内铺层(1)的表面铺贴所述第二胶膜(4)，并预压实固定；
在所述第二胶膜(4)上逐层铺贴第二预浸料(52)；
在逐层铺贴所述第二预浸料(52)后，铺贴第二TEDLAR薄膜(51)，将所述第二TEDELAR薄膜(51)和所述第二预浸料(52)复合在一起形成所述外铺层(5)，所述第二TEDLAR薄膜(51)的面密度为53克/平方米。
2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于：
通过以下方式在所述模具上铺贴所述第一TEDLAR薄膜(11)：
将所述第一TEDLAR薄膜(11)铺贴在所述模具表面并进行抽真空，使所述第一TEDLAR薄膜(11)完全贴合在所述模具上。
3.如权利要求2所述的复合材料，其特征在于：
所述用于航空飞行器油箱的复合材料还采用如下方法制备而成：
在将所述第二TEDELAR薄膜(51)和所述第二预浸料(52)复合在一起形成所述外铺层(5)后，从所述模具上撤去所述第一TEDLAR薄膜(11)的真空，并对所述用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋，在所述最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于：
所述第一胶膜(2)的面密度不低于150克/㎡；所述第二胶膜(4)的面密度不低于150克/㎡；
所述第一预浸料(12)的铺贴厚度不少于1.4mm；所述第二预浸料(52)的铺贴厚度不少于1.4mm。
5.一种如权利要求1所述的用于航空飞行器油箱的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜(11)；
在所述第一TEDELAR薄膜(11)上逐层铺贴第一预浸料(12)，将所述第一TEDELAR薄膜(11)和所述第一预浸料(12)复合在一起形成内铺层(1)，对所述内铺层(1)进行抽真空预压实；
在所述内铺层(1)上铺贴第一胶膜(2)后放置蜂窝芯材(3)，并预压实固定；
在所述蜂窝芯材(3)远离所述内铺层(1)的表面铺贴第二胶膜(4)，并预压实固定；
在所述第二胶膜(4)上逐层铺贴第二预浸料(52)；
在逐层铺贴所述第二预浸料(52)后，铺贴第二TEDLAR薄膜(51)，将所述第二TEDELAR薄膜(51)和所述第二预浸料(52)复合在一起形成外铺层(5)。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述在模具上铺贴第一TEDLAR薄膜(11)包括：
将所述第一TEDLAR薄膜(11)铺贴在所述模具表面并进行抽真空，使所述第一TEDLAR薄膜(11)完全贴合在所述模具上。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括：
在将所述第二TEDELAR薄膜和所述第二预浸料(52)复合在一起形成所述外铺层(5)后，从所述模具上撤去所述第一TEDLAR薄膜(11)的真空，并对所述用于航空飞行器油箱的复合材料糊制最终真空袋；在最终真空袋试压合格后，进行加温加压固化。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
所述第一胶膜(2)的面密度不低于150克/㎡；所述第二胶膜(4)的面密度不低于150克/㎡；
所述第一预浸料(12)的铺贴厚度不少于1.4mm；所述第二预浸料(52)的铺贴厚度不少于1.4mm。
9.一种航空飞行器油箱，包括：纵梁(20)、底板(30)、隔框(40)和盖板(50)；其特征在于：
所述纵梁(20)、所述底板(30)、所述隔框(40)和所述盖板(50)的材料均采用如权利要求1至4任一项中所述的用于航空飞行器油箱的复合材料；
所述纵梁(20)、所述底板(30)、所述隔框(40)和所述盖板(50)通过紧固件和密封材料连接形成封闭舱室。
10.如权利要求9所述的航空飞行器油箱，其特征在于：
所述盖板(50)的内表面粘接有聚四氟乙烯密封条(60)，所述聚四氟乙烯密封条包括外圈密封条(61)和内圈密封条(62)。
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