CN113306742A - 一种直升机迎风表面涂层验证试验方法 - Google Patents

一种直升机迎风表面涂层验证试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于直升机环境工程技术领域，具体涉及一种直升机迎风表面涂层验证试验方法。包括如下步骤：S1：确定对直升机迎风表面涂层产生环境效应的环境因素，包括湿热、太阳辐射、低温振动、盐雾、气动；S2：根据步骤S1中确定的环境因素，编制确定各环境因素模块对应的直升机迎风表面涂层综合试验程序；S3：按照所述步骤S2编制的试验程序实施环境试验；S4：判断是否通过验证试验。本发明通过对气动载荷试验模块的添加，可以充分模拟盐雾在直升机真实飞行状态风压的作用下，透过细微裂纹，渗透进迎风面涂层与基材的结合处，引起更接近真实工况且更恶劣的腐蚀。从而更充分的对直升机迎风面的涂层体系进行验证。

Description

一种直升机迎风表面涂层验证试验方法
技术领域
本发明属于直升机环境工程技术领域，用于海洋环境下使用的直升机迎风表面涂层的考核验证。
背景技术
目前直升机表面涂层的考核验证方法主要有盐雾试验、酸性盐雾试验、周期浸润试验、自然环境暴晒试验、实验室加速试验方法等方法，已基本能科学考核验证绝大部分内外表面的涂层体系。
涂层体系经过以上考核方法验证后，在海洋环境下，大部分表面的情况都良好，但与之形成鲜明对比的是，采用相同涂层体系的机头雷达罩、桨叶前缘等迎风表面的涂层却频繁产生各种问题。这说明现有的直升机表面涂层考核验证方法不足以充分考核直升机迎风表面涂层体系，亟需一种更可靠的对于直升机迎风表面涂层考核验证用的综合试验方法，目前，未见国内外有相关技术公开。
发明内容
本发明目的：本发明提出一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，能够实现在实验室充分对迎风表面涂层在各种环境因素下，特别是在海洋环境下的考核。
本发明技术解决方案：为了实现上述发明目的，提出一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：确定对直升机迎风表面涂层产生环境效应的环境因素，包括湿热、太阳辐射、低温振动、盐雾、气动；以上各环境因素对涂层产生的影响如下：
湿热：涂层表面的化学或电化学变化，产生涂层起泡、膨胀、绝缘性能降低；
太阳辐射：涂层的龟裂、粉化、变色；
低温振动：因结构塑形变形导致的涂层裂纹、脱落；
盐雾：盐雾沉积导致盐溶液透过涂层裂纹进入涂层与基材的结合面，引起腐蚀或其他物理化学破坏；由于电解作用导致涂层起泡；
气动：由于涂层在湿热、太阳辐射、低温振动的损伤下，表面已产生很轻微的裂纹，在直升机飞行时，迎风导致的气动压力，使盐雾等腐蚀介质透过涂层表面的细微裂纹更快速的进入机头、桨叶前缘等迎风表面的基材与涂层结合处。
S2：根据步骤S1中确定的环境因素，编制确定各环境因素模块对应的直升机迎风表面涂层综合试验程序；
S3：按照所述步骤S2编制的试验程序实施环境试验；
S4：判断是否通过验证试验。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S2中，按以下试验模块顺序进行循环试验：湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验、酸性盐雾试验、气动载荷试验。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S2中，根据直升机预计服役年限，重复循环试验，每1循环相当于1日历年限。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，湿热暴露试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
对试验件的外观进行拍照；
采用标准温度/湿度试验箱进行湿热暴露试验，将试验件静置于温度/湿度试验箱的框架上，试验条件如下：暴露试验时间：10天；相对湿度为(95±5)％，温度(43±2)℃；
湿热暴露试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，紫外照射试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用标准紫外老化试验箱进行紫外照射试验，利用夹具和支架将试验件静置于紫外老化试验箱的照射位置上，试验条件如下：暴露试验时间：2天；辐照强度(60±10)W/m2；温度(55±2)℃；
紫外照射试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，低温振动试验具体包括如下步骤:
采用垂直振动台和振动、温度、湿度三综合试验箱进行低温振动试验，利用专用夹具将试验件固定在垂直振动台上，然后将垂直振动台连同各试验件移入三综合试验箱中，试验条件如下：分别进行X、Y、Z三个轴向的振动试验，每轴向振动时间：30min；温度(-45±2)℃；根据涂层所涂装直升机的主、尾桨叶片数、转速参数确定振动试验谱和量值；
低温振动试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，中性盐雾试验和酸性盐雾试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用盐雾试验箱进行中性盐雾试验和酸性盐雾试验，将试验件朝上平放在盐雾试验箱中，先进行中性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：7天； pH范围为6.5-7.2，5％NaCl溶液，沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35 ±2)℃；
再进行酸性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：4天；用稀硫酸将 5％NaCl溶液调节至pH为(2.0±0.2)；沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35 ±2)℃；
盐雾试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，气动载荷试验具体包括如下步骤：
气动载荷试验在标准小型风洞中进行；将试验件放置在小型风洞中，迎风面正对风吹的方向；
采用300km/h的强风对涂层表面施加气动载荷300h；
气动载荷试验试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S4中，试验后验证通过的条件为：各试验件的外观照片中涂层无气泡、起皱、开裂或脱落，且表面镀层和基底金属未出现腐蚀；反之，则判定未通过验证试验。
本发明的有益效果：本发明在直升机涂层体系的常规综合试验方法主要包含了湿热、太阳辐射、盐雾、低温振动或低温疲劳等模块。在本发明中，通过对气动载荷模块(典型值：300h、300km/h)的添加，可以充分模拟盐雾在直升机真实飞行状态风压的作用下，透过细微裂纹，渗透进迎风面涂层与基材的结合处，引起更接近真实工况且更恶劣的腐蚀。从而更充分的对直升机迎风面的涂层体系进行考核，避免迎风面涂层考核不充分、将腐蚀隐患带入部队使用阶段的现象，从而提升直升机迎风面整体的腐蚀防护考核能力。
附图说明
图1为本发明优选实施例方法流程图
具体实施方式
下面将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，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：确定对直升机迎风表面涂层产生环境效应的环境因素，包括湿热、太阳辐射、低温振动、盐雾、气动；以上各环境因素对涂层产生的影响如下：
湿热：涂层表面的化学或电化学变化，产生涂层起泡、膨胀、绝缘性能降低；
太阳辐射：涂层的龟裂、粉化、变色；
低温振动：因结构塑形变形导致的涂层裂纹、脱落；
盐雾：盐雾沉积导致盐溶液透过涂层裂纹进入涂层与基材的结合面，引起腐蚀或其他物理化学破坏；由于电解作用导致涂层起泡；
气动：由于涂层在湿热、太阳辐射、低温振动的损伤下，表面已产生很轻微的裂纹，在直升机飞行时，迎风导致的气动压力，使盐雾等腐蚀介质透过涂层表面的细微裂纹更快速的进入机头、桨叶前缘等迎风表面的基材与涂层结合处。
S2：根据步骤S1中确定的环境因素，编制确定各环境因素模块对应的直升机迎风表面涂层综合试验程序；
S3：按照所述步骤S2编制的试验程序实施环境试验；
S4：判断是否通过验证试验。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S2中，按以下试验模块顺序进行循环试验：湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验、酸性盐雾试验、气动载荷试验。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S2中，根据直升机预计服役年限，重复循环试验，每1循环相当于1日历年限。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，湿热暴露试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
对试验件的外观进行拍照；
采用标准温度/湿度试验箱进行湿热暴露试验，将试验件静置于温度/湿度试验箱的框架上，试验条件如下：暴露试验时间：10天；相对湿度为(95±5)％，温度(43±2)℃；
湿热暴露试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，紫外照射试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用标准紫外老化试验箱进行紫外照射试验，利用夹具和支架将试验件静置于紫外老化试验箱的照射位置上，试验条件如下：暴露试验时间：2天；辐照强度(60±10)W/m2；温度(55±2)℃；
紫外照射试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，低温振动试验具体包括如下步骤:
采用垂直振动台和振动、温度、湿度三综合试验箱进行低温振动试验，利用专用夹具将试验件固定在垂直振动台上，然后将垂直振动台连同各试验件移入三综合试验箱中，试验条件如下：分别进行X、Y、Z三个轴向的振动试验，每轴向振动时间：30min；温度(-45±2)℃；根据涂层所涂装直升机的主、尾桨叶片数、转速参数确定振动试验谱和量值；
低温振动试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，中性盐雾试验和酸性盐雾试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用盐雾试验箱进行中性盐雾试验和酸性盐雾试验，将试验件朝上平放在盐雾试验箱中，先进行中性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：7天； pH范围为6.5-7.2，5％NaCl溶液，沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35± 2)℃；
再进行酸性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：4天；用稀硫酸将 5％NaCl溶液调节至pH为(2.0±0.2)；沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35 ±2)℃；
盐雾试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，气动载荷试验具体包括如下步骤：
气动载荷试验在标准小型风洞中进行；将试验件放置在小型风洞中，迎风面正对风吹的方向；
采用300km/h的强风对涂层表面施加气动载荷300h；
气动载荷试验试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
在一个可能的实施例中，在所述步骤S4中，试验后验证通过的条件为：各试验件的外观照片中涂层无气泡、起皱、开裂或脱落，且表面镀层和基底金属未出现腐蚀；反之，则判定未通过验证试验。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神本质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖本发明的保护范围内。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：确定对直升机迎风表面涂层产生环境效应的环境因素，包括湿热、太阳辐射、低温振动、盐雾、气动；
S2：根据步骤S1中确定的环境因素，编制确定各环境因素模块对应的直升机迎风表面涂层综合试验程序；
S3：按照所述步骤S2编制的试验程序实施环境试验；
S4：判断是否通过验证试验。
2.根据权利要求1所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S2中，按以下试验模块顺序进行循环试验：湿热暴露试验、紫外照射试验、低温振动试验、中性盐雾试验、酸性盐雾试验、气动载荷试验。
3.根据权利要求2所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，湿热暴露试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
对试验件的外观进行拍照；
采用标准温度/湿度试验箱进行湿热暴露试验，将试验件静置于温度/湿度试验箱的框架上，试验条件如下：暴露试验时间：10天；相对湿度为(95±5)％，温度(43±2)℃；
湿热暴露试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
4.根据权利要求3所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，紫外照射试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用标准紫外老化试验箱进行紫外照射试验，利用夹具和支架将试验件静置于紫外老化试验箱的照射位置上，试验条件如下：暴露试验时间：2天；辐照强度(60±10)W/m2；温度(55±2)℃；
紫外照射试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
5.根据权利要求4所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，低温振动试验具体包括如下步骤:
采用垂直振动台和振动、温度、湿度三综合试验箱进行低温振动试验，利用专用夹具将试验件固定在垂直振动台上，然后将垂直振动台连同各试验件移入三综合试验箱中，试验条件如下：分别进行X、Y、Z三个轴向的振动试验，每轴向振动时间：30min；温度(-45±2)℃；根据涂层所涂装直升机的主、尾桨叶片数、转速参数确定振动试验谱和量值；
低温振动试验结束后，对各试验件的外观外观再次进行拍照。
6.根据权利要求5所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，中性盐雾试验和酸性盐雾试验具体包括如下步骤：
用去离子水或无水乙醇清洗试验件表面，去除灰尘等污物；
采用盐雾试验箱进行中性盐雾试验和酸性盐雾试验，将试验件朝上平放在盐雾试验箱中，先进行中性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：7天；pH范围为6.5-7.2，5％NaCl溶液，沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35±2)℃；再进行酸性盐雾试验，试验条件如下：暴露试验时间：4天；用稀硫酸将5％NaCl溶液调节至pH为(2.0±0.2)；沉降量为(1-2)ml/80cm2/h；温度为(35±2)℃；盐雾试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
7.根据权利要求6所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，气动载荷试验具体包括如下步骤：
气动载荷试验在标准小型风洞中进行；将试验件放置在小型风洞中，迎风面正对风吹的方向；
采用300km/h的强风对涂层表面施加气动载荷300h；
气动载荷试验试验结束后，对各试验件的外观再次进行拍照。
8.根据权利要求7所述的一种直升机迎风表面涂层验证试验方法，其特征在于，在所述步骤S4中，试验后验证通过的条件为：各试验件的外观照片中涂层无气泡、起皱、开裂或脱落，且表面镀层和基底金属未出现腐蚀；反之，则判定未通过验证试验。
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