CN116476418A - 航空发动机进气道消音面板的快速修理工艺及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的一方面涉及一种航空发动机进气道的消音面板的快速修理方法，所述消音面板包括蒙皮和所述蒙皮以下的蜂窝芯，所述方法包括切割去除损伤的蒙皮并将蒙皮切口修整成形；切割去除损伤的蜂窝芯，并将蜂窝芯切口修整成与所述蒙皮切口共形并大于所述蒙皮切口；用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与所述蒙皮的上表面齐平；以及固化灌装胶并对其表面进行后处理。本公开还包括其他方面。
Description
技术领域
本申请一般涉及结构修理，尤其涉及航空发动机进气道消音面板的快速修理。
背景技术
航空发动机进气道区域是飞机的迎风面，在实际运行维护过程中，经常会因外物撞击、雷击、维修差错等因素造成各种损伤。例如，进气道消音面板可能受到各种损伤，如表面划痕、撕裂、穿孔等。
由于航空发动机进气道区域是气动敏感区域，对结构表面的气动光滑度要求较高，因此，此类区域的修理往往旨在在确保牢固的同时保持结构原有的气动光滑度。
然而，目前缺乏对于航空发动机进气道的消音面板区域的快速修理工艺和方法。
因此本领域中亟需形成一套航线实用性强的发动机进气道消音面板修理工艺和方法，以高质高效地修复发动机进气道消音面板的损伤，并保证修复后的表面气动光滑度以免不当地增加飞机油耗。
发明内容
本公开的一方面涉及一种航空发动机进气道的消音面板的快速修理方法，所述消音面板包括蒙皮和所述蒙皮以下的蜂窝芯，所述方法包括切割去除损伤的蒙皮并将蒙皮切口修整成形；切割去除损伤的蜂窝芯，并将蜂窝芯切口修整成与所述蒙皮切口共形并大于所述蒙皮切口；用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与所述蒙皮的上表面齐平；以及固化灌装胶并对其表面进行后处理。
根据一些示例性实施例，所述蜂窝芯包括至少两层蜂窝芯以及其间的隔音板，并且切割去除损伤的蜂窝芯包括将所述至少两层蜂窝芯及其间的隔音板切割至足以去除所有损伤的深度。
根据一些示例性实施例，所述蒙皮切口和所述蜂窝芯切口包括圆形，并且所述蜂窝芯切口的半径比所述蒙皮切口的半径至少大第一阈值量。
根据一些示例性实施例，所述蜂窝芯切口离所述消音面板的补片或面板边缘的距离至少为第二阈值量。
根据一些示例性实施例，用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域包括填充以下区域：切割后切口下方剩余的蜂窝芯；围绕蜂窝芯切口的被切开的第一层蜂窝；所述蜂窝芯切口；以及所述蒙皮切口。
根据一些示例性实施例，该方法进一步包括在用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与所述蒙皮的上表面齐平后，用胎膜板覆盖修理区域并确保封闭胶带将所述胎膜板固定在位。
根据一些示例性实施例，该方法进一步包括在固化所述灌装胶之后，移除所述胎膜板。
根据一些示例性实施例，该方法进一步包括在移除所述胎膜板之后对所述灌装胶的表面进行后处理，包括打磨去除不需要的灌装胶以保证固化后的灌装胶的表面与所述蒙皮的上表面齐平；以及在所述灌装胶的表面、所述蒙皮切口上表面及所述蒙皮的内部周边区域涂覆保护漆膜。
根据一些示例性实施例，该方法进一步包括采用无损检测技术来测量所述消音面板的损伤尺寸。
根据一些示例性实施例，所述消音面板的损伤在所述蒙皮上投影的长度和宽度均小于3英寸，并且切割去除损伤的蒙皮包括使得所述蒙皮切口完全覆盖所述消音面板的损伤在所述蒙皮上的投影。
本公开还包括其他相关方面。
附图说明
图1示出了根据本公开示例性方面的航空发动机进气道消音面板的立体示图。
图2示出了根据本公开示例性方面的消音面板的结构的示图。
图3示出了根据本公开一方面的消音面板的结构的剖视图。
图4示出了根据本公开一方面的示例蜂窝芯的分解示图。
图5示出了根据本公开一方面的复合结构损伤的示图。
图6示出了根据本公开示例性方面的消音面板的修理区域布局的示图。
图7示出了根据本公开示例性方面的消音面板的修理方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开示例性方面的航空发动机100的立体示图。
如图1中所示，航空发动机100的进气道106位于发动机短舱102前端的迎风面上，并被环状突起的进气道唇口蒙皮104所围绕。进气道106可安装消音面板。消音面板一般可包括三明治式的复合结构，其中最外层为带小孔的蒙皮或面板，中间层为一层或多层蜂窝芯以及其间的带小孔的隔音板，最里层为实心面板，各层之间可由例如粘合剂粘合。另外，尽管此处描述了三层的复合结构消音面板，但是本公开的范围并不被限定于此，而是可以包括具有更多或更少层的复合结构作为消音面板。
图2示出了根据本公开示例性方面的消音面板的结构200的示图。图2的示例性实施例中的消音面板可包括五层的复合结构。
根据示例性实施例，第一层202可包括带小孔的蒙皮或面板，其可位于航空发动机的进气道的外侧。第二层206a可包括第一层蜂窝芯。第三层204可包括带小孔的隔音板。第四层206b可包括第二层蜂窝芯。第五层208可包括实心面板，其可位于航空发动机的进气道的内侧。上述各层之间可由例如粘合剂粘合。另外，尽管此处描述了五层的复合结构消音面板，但是本公开的范围并不被限定于此，而是可以包括具有更多或更少层的复合结构作为消音面板。
图3示出了根据本公开一方面的消音面板的结构300的剖视图。如图3中所示，示例性结构300主要可包括5个组成部分，其结构形式一般可为：一侧的面板302、两层或更多层蜂窝芯304a/304b连同其间的隔音板306、以及另一侧的面板308。当用于航空发动机的进气道时，一侧的面板(例如，302)可朝向外侧并且其上可具有小孔(图中未示出)，隔音板306上可具有小孔，而另一侧的面板(例如，308)可以朝向内侧并且是实心的(即，不具有小孔)。
两层或更多层蜂窝芯304a/304b连同其间的隔音板306可以有助于实现降低噪音的目的和/或可以增进降低噪音的效果。如所可知，当使用不止两层蜂窝芯时，可在其两两之间设置隔音板。
上下两层或更多层蜂窝芯304a/304b可以包括相同或不同的高度、相同或不同的材质、相同或不同的蜂窝尺寸、相同或不同的蜂窝形状等等。一般而言，上层(即相对外侧)的蜂窝芯的蜂窝尺寸可被设置成大于下层(即相对内侧)的蜂窝芯的蜂窝尺寸。根据一些示例性实施例，上下两层或更多层蜂窝芯304a/304b之间可具有蜂窝中心的相对偏移。
尽管图中示出了面板、隔音板和蜂窝芯的相对厚度，但是这些仅是为了示意，而并不构成限定。根据本公开的面板、隔音板和/或蜂窝芯可具有各种厚度。
换言之，尽管本公开以航空发动机进气道消音面板为例来描述相应的快速修理工艺及方法，但是本公开并不被限定于此，而是可以适用于类似结构上的损伤的快速修理，如下文所进一步描述。
图4示出了根据本公开一方面的示例单层蜂窝芯400的分解示图。图4中示出了根据一示例的单层蜂窝芯400的顶视图和立体示图。如图中所可见，蜂窝芯可具有类似于蜂窝的三维(例如，L、W、T方向上的)结构排布，其可以主要承受剪切应力，使之具有高抗弯刚度。尽管图中示出了六边形蜂窝孔形状，但是本公开并不被限定于此，而是还可以适用于其他蜂窝孔形状的蜂窝芯，诸如矩形、圆形、各种增强型等。
图5示出了根据本公开一方面的复合结构损伤500的示图。根据不同穿透等级，可以将复合结构损伤500分为多种形式，例如蜂窝芯未开放性损伤、单层蜂窝芯开放性损伤、多层蜂窝芯开放性损伤等，分别如图5的500中的(a)、(b)、(c)所示。
如所可知，图5中所示的各种形式的复合结构损伤仅为示例性。根据实际情况，可以有各种各样其他形式的复合结构损伤，诸如但不限于面板的变形、破损、开裂、穿透等；和/或一层或多层蜂窝芯连同其间的隔音板的破损、开裂、变形、穿透等。
特别地，在复合结构被用于一侧向外另一侧向内的应用场景(例如，航空发动机进气道消音面板)中时，以外侧面板与一层或多层蜂窝芯连同其间的隔音板被穿透或变形的损伤形式最为典型。因此，本公开通过建立一套典型的复合结构修理工艺，为此类复合结构损伤，尤其是航空发动机运行过程中进气道消音面板的损伤提供了一套快速高质高效的修理工艺和方法。
本公开的修理方案可通过采用诸如NDT等无损检测技术来测量损伤的尺寸(例如，长度、宽度和/或深度等)，并且主要适用于损伤尺寸(例如，长度和宽度)小于约3英寸(76.2MM)左右，且损伤距离补片或消音面板的边缘最低为约3.3英寸(83.8mm)左右的场景。本公开的修理方案是在接近损伤区域进行永久修理，其会造成一部分消音面板材料缺失，但可确保表面气动光滑度以免降低飞机经济性(例如，油耗)。以下将结合图6描述根据本公开的具体修理程序。
图6示出了根据本公开示例性方面的消音面板的修理区域布局的示图。具体而言，图6的上半部分示出了消音面板的修理区域布局的俯视图，而图6的下半部分示出了消音面板的修理区域布局沿A-A线的剖视图。
如图6中所示，该消音面板可包括例如以上结合图2或图3描述的消音面板结构，其中包括外侧面板612、第一层蜂窝芯614a、隔音板618、第二层蜂窝芯614b、以及内侧面板616等。根据示例性实施例，外侧面板612和隔音板618可各自包括小孔，而内侧面板616可以是实心的，即不包括小孔。
该消音面板可能遭受到各种损伤，诸如以上结合图5描述的各种损伤。不失一般性地，图6的示例中示出了该消音面板遭受到诸如以上结合图5的(c)描述的损伤，即多层蜂窝芯开放性损伤。
通过采用诸如NDT等无损检测技术，可测量损伤的尺寸(例如，长度、宽度和/或深度等)。当损伤尺寸在阈值尺寸以内时，适合采用本公开的快速修理方案。例如，根据示例性实施例，当损伤尺寸的长度和宽度小于约3英寸(76.2MM)左右，且损伤距离补片或消音面板的边缘最低为约3.3英寸(83.8mm)左右，可适用于本公开的快速修理方案。
本公开的快速修理方案可包括例如如下的修理程序。
A.去除损伤区域。
(1)根据损伤的尺寸，切割去除损伤的带小孔蒙皮/面板(612)，并将切口(602)修整成形。例如，根据优选实施例，蒙皮/面板切口(602)
可包括圆形(例如，半径为r1)但并不被限定于此，而是也可包括例如正多边形、方形、矩形、三角形、梯形等其他常见且易于切割的形状。该切口大小应完全覆盖(例如，大于或等于)整个损伤投影到蒙皮/面板所在平面的尺寸。
(2)切割去除损伤的蜂窝芯材(614a，取决于损伤深度还可能包括614b)
(以及其间的隔音板618，若有)，并将切口(604)外形修整成
与蒙皮切口(602)共形并使得蜂窝芯材切口(604)的边沿比蒙皮
/面板切口(602)的边沿大至少阈值量。例如，根据优选实施例，蜂窝芯材(连同隔音板的)切口(604)外形可包括圆形(例如，半径为r2)但并不被限定于此，而是也可包括例如正多边形、方形、
矩形、三角形、梯形等其他常见且易于切割的形状。例如，切割去除损伤的蜂窝芯材可包括：
(a)切除带小孔蒙皮/面板(612)下的蜂窝芯材(614a、614b)和隔音板(618)材料，这些材料的切除尺寸(604)要比蒙皮/
面板切除尺寸(602)大至少阈值量d1(即，r2>＝r1+d1)，
例如至少大0.4英寸(10.2mm)。为此可以采用诸如直角形的挖除工具，来确保在带小孔蒙皮/面板(612)下方被挖除的蜂窝芯材(614a、614b)基本呈切口(604)直径大于带小孔蒙皮圆形切口(602)直径的圆柱形
注意：确保切除的蜂窝芯边缘(604)距离补片或面板边缘(620)的尺寸至少为阈值量d2，例如大于或等于至少3.3英寸
(83.82mm)。
(b)切除蜂窝芯材(614a，取决于损伤深度还可能包括614b以及其间的隔音板618)至足够深度(606)，以确保所有损伤的蜂窝芯材都被去除。
(3)从修理区域移除所有不需要的材料。
B.用灌装胶填充切除的蒙皮/面板以下的蜂窝芯区域(如阴影630所示)。
(1)填充芯材区域至与带小孔的蒙皮/面板上表面齐平。如所可见，灌装胶被填充至切割后切口下方剩余的蜂窝芯中、围绕蜂窝芯材切口(604)的第一层蜂窝(若被切开)、蜂窝芯材切口(604)以及蒙皮/面板切口中。
(2)用胎膜板覆盖修理区域，以确保封闭胶带将其固定在位。例如，该胎膜板可优选包括由例如0.016英寸(0.4mm)厚的铝板。
C.固化灌装胶。
D.移除胎膜板。
E.表面后处理，包括：
(1)用砂纸打磨去除不需要的灌装胶，并保证与带孔蒙皮的表面齐平。
(2)在修理区域(包括例如灌装胶的表面以及附近蒙皮切口)的表面和穿孔蒙皮的内部周边区域涂覆保护漆膜，包括例如镀铝环氧底漆，用于实现例如高附着、高硬度、耐高温、防锈且具有良好机械性能的保护作用。
注意：在修理过程中，为了保持修理件和修理区域的贴合面清洁，可以使用甲基异丁基酮MIBK或丙酮进行清洁。如果贴合面又有污染物，应再次进行清洁。触碰修理件和修理区域时，应使用干净无绒的手套。
尽管以上是结合两层蜂窝芯的示例来描述本公开示例性方面的消音面板的修理区域布局600，但是本领域普通技术人员应理解，本公开的方案同样适用于具有更多/更少层蜂窝芯的消音面板。
图7示出了根据本公开示例性方面的消音面板的修理方法700的流程图。图7的修理方法700可包括例如在框702，切割去除损伤的蒙皮并将蒙皮切口修整成形。
切割去除损伤的蒙皮可根据损伤的尺寸来进行，以确保该切口大小应完全覆盖(例如，大于或等于)整个损伤投影到蒙皮/面板所在平面的尺寸。
根据一些示例性实施例，蒙皮/面板切口可包括圆形(例如，半径为r1)但并不被限定于此，而是也可包括例如正多边形、方形、矩形、三角形、梯形等其他常见且易于切割的形状。
图7的修理方法700可进一步包括例如在框704，切割去除损伤的蜂窝芯，并将蜂窝芯切口修整成与蒙皮切口共形并大于蒙皮切口。切割去除损伤的蜂窝芯可包括切除多层蜂窝芯的至少一部分连同其间的隔音板。
根据一些示例性实施例，蜂窝芯切口的外形可被修整成与蒙皮切口共形且其边沿比蒙皮切口的边沿大至少阈值量。
根据优选实施例，蜂窝芯材(连同隔音板的)切口外形可包括圆形(例如，半径为r2)但并不被限定于此，而是也可包括例如正多边形、方形、矩形、三角形、梯形等其他常见且易于切割的形状。
根据示例性实施例，蜂窝芯材和隔音板材料的切除尺寸要比蒙皮/面板的切除尺寸大至少阈值量。为此，可以采用诸如直角形的挖除工具，来确保在带小孔蒙皮/面板下方被挖除的蜂窝芯材基本与带小孔蒙皮切口共形且大于蒙皮切口的柱形(包括但不限于圆柱、棱柱等)。
根据示例性实施例，切除的蜂窝芯边缘距离补片或面板边缘的尺寸至少为阈值量。
根据示例性实施例，切除蜂窝芯材至足够深度，以确保所有损伤的蜂窝芯材都被去除。
图7的修理方法700可进一步包括例如在框706，用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与蒙皮上表面齐平。
根据示例性实施例，灌装胶可被填充至切割后剩余的蜂窝芯中、围绕蜂窝芯材切口的第一层蜂窝(若被切开)、蜂窝芯材切口以及蒙皮/面板切口中，直至与蒙皮上表面基本齐平。
根据示例性实施例，灌装胶填充后，可以用胎膜板覆盖修理区域，并确保封闭胶带将其固定在位。例如，该胎膜板可优选包括一定厚度的铝板。
图7的修理方法700可进一步包括例如在框708，固化灌装胶并进行表面后处理。
根据示例性实施例，在固化灌装胶后可移除胎膜板。
根据示例性实施例，表面后处理可包括用砂纸打磨去除不需要的灌装胶，并保证与带孔蒙皮的表面齐平。
根据示例性实施例，表面后处理还可包括在修理区域的表面和穿孔蒙皮的内部周边区域涂覆保护漆膜，包括例如镀铝环氧底漆，用于实现例如高附着、高硬度、耐高温、防锈且具有良好机械性能的保护作用。
以上所述的仅为本发明的示例性具体实施例。但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本文中所公开的方法包括用于达成所描述的方法的一个或多个步骤或动作。这些方法步骤和/或动作可以彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非指定了步骤或动作的特定次序，否则具体步骤和/或动作的次序和/或使用可以改动而不会脱离权利要求的范围。
将理解，权利要求并不被限于以上所解说的精确配置和组件。可在以上所描述的方法和装置的布局、操作和细节上做出各种改动、更换和变形而不会脱离权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种航空发动机进气道的消音面板的快速修理方法，所述消音面板包括蒙皮和所述蒙皮以下的蜂窝芯，所述方法包括：
切割去除损伤的蒙皮并将蒙皮切口修整成形；
切割去除损伤的蜂窝芯，并将蜂窝芯切口修整成与所述蒙皮切口共形并大于所述蒙皮切口；
用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与所述蒙皮的上表面齐平；以及
固化灌装胶并对其表面进行后处理。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述蜂窝芯包括至少两层蜂窝芯以及其间的隔音板，并且切割去除损伤的蜂窝芯包括将所述至少两层蜂窝芯及其间的隔音板切割至足以去除所有损伤的深度。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述蒙皮切口和所述蜂窝芯切口包括圆形，并且所述蜂窝芯切口的半径比所述蒙皮切口的半径至少大第一阈值量。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述蜂窝芯切口离所述消音面板的补片或面板边缘的距离至少为第二阈值量。
5.如权利要求1所述的方法，其中用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域包括填充以下区域：
切割后切口下方剩余的蜂窝芯；
围绕蜂窝芯切口的被切开的第一层蜂窝；
所述蜂窝芯切口；以及
所述蒙皮切口。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括，在用灌装胶填充切除的蒙皮以下的蜂窝芯区域至与所述蒙皮的上表面齐平后，用胎膜板覆盖修理区域并确保封闭胶带将所述胎膜板固定在位。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括，在固化所述灌装胶之后，移除所述胎膜板。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括，在移除所述胎膜板之后对所述灌装胶的表面进行后处理，包括：
打磨去除不需要的灌装胶以保证固化后的灌装胶的表面与所述蒙皮的上表面齐平；以及
在所述灌装胶的表面、所述蒙皮切口上表面及所述蒙皮的内部周边区域涂覆保护漆膜。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
采用无损检测技术来测量所述消音面板的损伤尺寸。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述消音面板的损伤在所述蒙皮上投影的长度和宽度均小于3英寸，并且切割去除损伤的蒙皮包括使得所述蒙皮切口完全覆盖所述消音面板的损伤在所述蒙皮上的投影。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210041828.6A CN116476418A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 航空发动机进气道消音面板的快速修理工艺及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210041828.6A CN116476418A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 航空发动机进气道消音面板的快速修理工艺及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116476418A true CN116476418A (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=87214248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210041828.6A Pending CN116476418A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 航空发动机进气道消音面板的快速修理工艺及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116476418A (zh) |
-
2022
- 2022-01-14 CN CN202210041828.6A patent/CN116476418A/zh active Pending
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