CN114083816A - 一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于直升机复合材料桨叶维护技术，具体涉及一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法。先在前缘包铁脱粘区域组装抽真空系统，依据需要选取合适的胶粘剂并进行调制，使用注射器抽取胶粘剂并接入真空系统，抽真空完成后推动注射器的活塞将胶粘剂注入前缘包铁与桨叶的真空缝隙环境中，再使用夹具将前缘包铁压紧至符合气动外形的位置，最后采用加温方式进行树脂固化，完成对直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理。本发明方法有效解决了传统修理方法中存在的气孔含量高、粘接不牢等问题，显著提高了直升机复合材料前缘包铁脱粘的修理质量及修理后使用时间，满足直升机飞行使用要求。
Description
技术领域
本发明属于直升机复合材料桨叶修理技术领域，具体涉及一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法。
背景技术
直升机复合材料桨叶的前缘包铁粘结在桨叶蒙皮的纤维布表面，作为直升机气动外形的一部分，直接影响到桨叶的气动特性，主要用于保护桨叶在工作时受到的风砂侵蚀及异物撞击等，防止产生脱层与损伤。
直升机复合材料桨叶在外场使用过程中经历了数千小时的飞行载荷和复杂环境，飞行中复合材料桨叶前缘包铁受不同材料之间的应变协调载荷，外加飞行过程中挥舞挠度较大，易造成在相邻前缘包铁的搭接处及近区域出现脱粘，表现为该处包铁上翘、且与桨叶分离，脱粘程度随使用时间增加而逐步扩大。
以往直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的修理方法，在对脱粘区域的残留胶分进行清理，再注入新的胶粘剂或者塞入胶膜后进行升温液化，使胶粘剂流入脱粘的缝隙中。因前缘包铁与桨叶自身脱粘后的缝隙较窄，易留存气体，造成胶结过程中的气孔含量高，影响胶结质量，修理后的使用时间大部分在40～60飞行小时，造成后续的经常性返工修理，耗费了大量的人力物力，且问题的解决程度有限。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，以解决直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明公开了一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，包括以下步骤：
步骤1：对复合材料桨叶与前缘包铁之间的脱粘间隙进行清洁处理，确定修补工作区域；
步骤2：将密封胶带粘贴至修补工作区域的边缘，分别将真空管路的一端、注射器的针头粘至密封胶带上，形成待修补区，再将有机玻璃板覆盖在待修补区上，贴合在密封胶带上通过夹具进行预夹紧，真空管路另一端连接胶粘剂收集器和真空泵，形成真空系统；利用真空泵抽真空，通过注射器将胶粘剂填充脱粘间隙，充填完成后关闭真空泵；
步骤3：使用夹具将前缘包铁贴合至复合材料桨叶上，保持复合材料桨叶的气动外形，多余的胶粘剂通过真空管路流至胶粘剂收集器；
步骤4：在进行胶粘过后的脱粘间隙外部铺放透气毡，通过外部热源促进胶粘剂进行固化，固化完成后，撤掉真空系统和透气毡，对修理区域进行表面处理后，完成直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理过程。
进一步地，步骤2中，所述有机玻璃板的厚度为1.0mm～1.5mm，将有机玻璃板裁剪成比待修补区外缘大3mm～5mm的形状。
进一步地，步骤2中，所述有机玻璃板正反两面粘附有隔离膜。
进一步地，步骤2中，所述抽真空后的真空度为-0.95MPa～-0.99MPa。
进一步地，步骤2中，所述注射器为医用注射器。
进一步地，所述注射器的针头直径为1.2mm～1.6mm，容积为20mL～50mL。
进一步地，步骤2中，所述胶粘剂为J39胶粘剂。
进一步地，步骤2中，所述外部热源的温度为80℃～110℃；固化时间为3h～5h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，首先对脱粘区域进行检查，随后对脱粘的缝隙实施清理与清洁，然后并在前缘包铁脱粘区域组装小型抽真空系统，依据需要选取合适的胶粘剂并进行调制，使用注射器抽取胶粘剂并接入真空系统，抽真空完成后推动注射器的活塞将胶粘剂注入前缘包铁与桨叶的真空缝隙环境中，再使用夹具将前缘包铁压紧至符合气动外形的位置，最后采用加温方式进行树脂固化，完成对直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理。本方法通过在前缘包铁脱粘区域组装微型抽真空系统，解决了传统修理方法中存在的气孔含量高、粘接不牢等问题，显著提高了直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的修理质量及修理后使用时间，修理后的桨叶经过飞行验证，工作良好，可满足直升机飞行使用要求。
进一步地，在脱粘区域附近粘附隔离膜以保护复合材料桨叶本体，所用的有机玻璃板厚度为1.0mm-1.5mm并在其表面粘附隔离膜以便后续操作。
进一步地，真空系统的真空度可达-0.99MPa，接近极限真空度，并在真空条件下完成胶粘剂的注入，可大幅度减少气孔含量，显著提高修理质量。
附图说明
图1为本发明直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法示意图；
其中：1-复合材料桨叶；2-前缘包铁；3-脱粘缝隙；4-密封胶带；5-有机玻璃板；6-真空管路；7-胶粘剂收集器；8-真空泵；9-夹具；10-注射器。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
本发明的技术方案按照以下流程进行：脱粘区域检查——缝隙清理——真空系统构建——真空注胶——气动外形控制——加热固化——后续处理。
实施例1
某型机桨叶经过数千小时的使用，前缘包铁(2)区域出现了长度约65mm的脱粘区域，脱粘间隙(3)最宽处超过1.2mm，严重影响直升机飞行品质。实施过程如下：
步骤1：
去除复合材料桨叶(1)与前缘包铁(2)之间65mm内脱粘间隙(3)中的残留树脂胶，并进行清洁、用热风机进行干燥处理；
步骤2：构建脱粘区域的真空系统
在脱粘区域，将密封胶带(4)粘贴至修补工作区域的边缘，把真空管路(6)的一端、注射器(10)的针头分别粘至密封胶带(4)上并按实，形成待修补区；再将有机玻璃板(5)裁剪成比待修补区外缘大3mm～5mm的形状，在有机玻璃板(5)两面粘附隔离膜后贴合在密封胶带(4)上并用夹具(9)进行预夹紧，随后利用真空管路(6)连接胶粘剂收集器(7)和真空泵(8)，至此构建出由复合材料桨叶(1)、密封胶带(4)、前缘包铁(2)、真空管路(6)、注射器(10)组成的小范围真空系统；用注射器(10)抽取约17ml的J39胶粘剂胶粘剂后插入针头处，然后开启真空泵(8)对系统进行抽真空，当真空度达到-0.95MPa后，推动注射器(10)活塞，使得J39胶粘剂填充脱粘间隙(3)，充填完成后关闭真空泵(8)；所用注射器(10)的针头直径为1.2mm，容量为20mL；
步骤3：脱粘部位的气动外形调制
使用夹具(9)将前缘包铁(2)贴合至复合材料桨叶(1)上，保持复合材料桨叶(1)的气动外形，多余的胶粘剂通过真空管路(6)流至胶粘剂收集器(7)中；
步骤4：
在进行胶粘过后的脱粘间隙(3)外部铺放透气毡，通过110℃的外部热源促进胶粘剂进行固化3小时，固化完成后，撤掉真空系统和透气毡，对修理区域用刮刀清除修理区域的多余树脂胶，并进行补漆，进行表面处理后，完成直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理过程。
采用以上步骤完成了对该复合材料桨叶(1)的修理，已飞行时间超过90小时，未发生再次脱粘，说明修理质量良好。
实施例2：
某型机桨叶经过数千小时的使用，前缘包铁搭接区域出现了总长度约85mm的L型脱粘区域，缝隙最宽处超过1.4mm，严重影响直升机飞行品质。实施过程如下：
步骤1：
去除复合材料桨叶(1)与前缘包铁(2)之间65mm内脱粘间隙(3)中的残留树脂胶，并进行清洁、用热风机进行干燥处理；
步骤2：构建脱粘区域的真空系统
在脱粘区域，将密封胶带(4)粘贴至修补工作区域的边缘，把真空管路(6)的一端、注射器(10)的针头分别粘至密封胶带(4)上并按实，形成待修补区；再将有机玻璃板(5)裁剪成比待修补区外缘大3mm～5mm的形状，在有机玻璃板(5)两面粘附隔离膜后贴合在密封胶带(4)上并用夹具(9)进行预夹紧，随后利用真空管路(6)连接胶粘剂收集器(7)和真空泵(8)，至此构建出由复合材料桨叶(1)、密封胶带(4)、前缘包铁(2)、真空管路(6)、注射器(10)组成的小范围真空系统；用注射器(10)抽取约25ml的J39胶粘剂胶粘剂后插入针头处，然后开启真空泵(8)对系统进行抽真空，当真空度达到-0.95MPa后，推动注射器(10)活塞，使得J39胶粘剂填充脱粘间隙(3)，充填完成后关闭真空泵(8)；所用注射器(10)的针头直径为1.6mm，容量为50mL；
步骤3：脱粘部位的气动外形调制
使用夹具(9)将前缘包铁(2)贴合至复合材料桨叶(1)上，保持复合材料桨叶(1)的气动外形，多余的胶粘剂通过真空管路(6)流至胶粘剂收集器(7)中；
步骤4：
在进行胶粘过后的脱粘间隙(3)外部铺放透气毡，通过外部热源促进胶粘剂进行固化3小时，固化完成后，撤掉真空系统和透气毡，对修理区域用刮刀清除修理区域的多余树脂胶，并进行补漆，进行表面处理后，完成直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理过程。
采用以上步骤完成了对该复合材料桨叶(1)的修理，已飞行时间超过100小时，未发生再次脱粘，说明修理质量良好。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对复合材料桨叶(1)与前缘包铁(2)之间的脱粘间隙(3)进行清洁处理，确定修补工作区域；
步骤2：将密封胶带(4)粘贴至修补工作区域的边缘，分别将真空管路(6)的一端、注射器(10)的针头粘至密封胶带(4)上，形成待修补区，再将有机玻璃板(5)覆盖在待修补区上，贴合在密封胶带(4)上通过夹具(9)进行预夹紧，真空管路(6)另一端连接胶粘剂收集器(7)和真空泵(8)，形成真空系统；利用真空泵(8)抽真空，通过注射器(10)将胶粘剂填充脱粘间隙(3)，充填完成后关闭真空泵(8)；
步骤3：使用夹具(9)将前缘包铁(2)贴合至复合材料桨叶(1)上，保持复合材料桨叶(1)的气动外形，多余的胶粘剂通过真空管路(6)流至胶粘剂收集器(7)；
步骤4：在进行胶粘过后的脱粘间隙(3)外部铺放透气毡，通过外部热源促进胶粘剂进行固化，固化完成后，撤掉真空系统和透气毡，对修理区域进行表面处理后，完成直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理过程。
2.根据权利要求1所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述有机玻璃板(5)的厚度为1.0mm～1.5mm，将有机玻璃板(5)裁剪成比待修补区外缘大3mm～5mm的形状。
3.根据权利要求1或2所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述有机玻璃板(5)正反两面粘附有隔离膜。
4.根据权利要求1所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述抽真空后的真空度为-0.95MPa～-0.99MPa。
5.根据权利要求1所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述注射器(10)为医用注射器。
6.根据权利要求1或5所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，所述注射器(10)的针头直径为1.2mm～1.6mm，容积为20mL～50mL。
7.根据权利要求1所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述胶粘剂为J39胶粘剂。
8.根据权利要求1所述的一种直升机复合材料桨叶前缘包铁脱粘的真空注胶修理方法，其特征在于，步骤2中，所述外部热源的温度为80℃～110℃；固化时间为3h～5h。
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