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      HM119低密度密封劑在直升機(jī)上的工程應(yīng)用研究與分析

      2017-06-19 18:43:36曹瑤琴宋英紅
      直升機(jī)技術(shù) 2017年2期
      關(guān)鍵詞:工藝性能用材密封劑

      陳 忱,曹瑤琴,宋英紅,肖 煒

      (1.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所,江西 景德鎮(zhèn) 333001;2.北京航空材料研究院,北京 100095)

      HM119低密度密封劑在直升機(jī)上的工程應(yīng)用研究與分析

      陳 忱1,曹瑤琴1,宋英紅2,肖 煒1

      (1.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所,江西 景德鎮(zhèn) 333001;2.北京航空材料研究院,北京 100095)

      概述了HM119低密度密封劑取代HM109-1密封劑作為直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)裝配用密封劑的可行性試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)結(jié)構(gòu),為HM119密封劑在直升機(jī)型號(hào)中的應(yīng)用提供了依據(jù)。

      HM119;HM109-1;直升機(jī);工程化應(yīng)用

      0 引言

      直升機(jī)在服役過(guò)程中,要遭受鹽霧、濕熱、光照、化學(xué)污染、高低溫等有害環(huán)境因素的侵蝕作用,嚴(yán)酷環(huán)境下的腐蝕損傷成為了直升機(jī)結(jié)構(gòu)的主要損傷形式之一[1,2]。密封劑能夠有效提升直升機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的抗腐蝕性能[3]。隨著國(guó)內(nèi)直升機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)和航空工業(yè)工藝水平的提高,直升機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)密封劑的耐高溫、耐水、耐航空煤油等介質(zhì)的性能以及耐老化的性能提出了越來(lái)越高的要求[4]。

      目前直升機(jī)中成熟應(yīng)用的密封劑為HM109-1,單架直升機(jī)密封劑使用量達(dá)到10kg。該密封劑為第三代密封劑,相比直升機(jī)早期使用的XM-28、HM105密封劑,在施工工藝復(fù)雜程度、耐環(huán)境性能等方面均有一定程度的提升。但是該密封劑粘度較高,僅能通過(guò)注膠槍或刮刀進(jìn)行施工,對(duì)施工工藝要求較高,施工后不易對(duì)密封劑進(jìn)行整形,且該密封劑密度等級(jí)為1.65g/cm3,而國(guó)外型號(hào)成熟應(yīng)用的密封劑的密度一般為1.35g/cm3的,因此其工藝性及密度已日漸不能滿(mǎn)足直升機(jī)型號(hào)發(fā)展的要求。因此提升密封劑的工藝性能及降低密度是非常必要的。為確定低密度密封劑HM119能否替代目前使用的HM109-1,本文結(jié)合直升機(jī)的實(shí)際使用環(huán)境和要求,進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究和對(duì)比分析,給出了HM119密封劑的應(yīng)用結(jié)論。

      1 試驗(yàn)

      1.1 HM119密封劑物理性能試驗(yàn)

      密封劑的物理性能直接決定了其工藝性能的優(yōu)劣,因此,需要對(duì)HM119密封劑的物理性能進(jìn)行考核,且對(duì)比其與目前直升機(jī)中成熟應(yīng)用的HM109-1密封劑的性能差異。試驗(yàn)內(nèi)容主要包括對(duì)HM119和HM109-1密封劑密度、活性期、不粘期、基膏粘度的測(cè)試,測(cè)試其物理性能。

      1.2 HM119密封劑力學(xué)性能試驗(yàn)

      為考察HM119密封劑的力學(xué)性能是否滿(mǎn)足直升機(jī)的使用要求,以及與HM109-1密封劑的性能差異,對(duì)HM119和 HM109-1密封劑常溫拉伸性能、常溫剝離性能及8種環(huán)境下的拉伸性能進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)試力學(xué)性能及在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性。

      1.3 HM119密封劑與直升機(jī)用底材料的粘結(jié)性能試驗(yàn)

      在直升機(jī)設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中,密封劑主要用于機(jī)體的連接件密封、貼合面密封、填角密封等防腐蝕密封,主要與直升機(jī)結(jié)構(gòu)用材、介質(zhì)相接觸。而鑒于直升機(jī)高振動(dòng)的特點(diǎn),如果HM119與直升機(jī)出現(xiàn)不相容的情況,會(huì)造成密封劑與粘結(jié)處極易脫落或剝離,失去原有的密封作用。因此,為保證HM119在直升機(jī)中的良好應(yīng)用,對(duì)HM119與直升機(jī)用材的粘結(jié)性能進(jìn)行了試驗(yàn)考核。主要試驗(yàn)內(nèi)容包括HM119與直升機(jī)典型基材的剝離強(qiáng)度及在經(jīng)60℃ ×7d耐3號(hào)噴氣燃料和3%氯化鈉水溶液雙層液后的剝離強(qiáng)度。

      2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

      2.1 HM119密封劑物理性能試驗(yàn)結(jié)果及分析

      表1為HM119及HM109密封劑的物理測(cè)試結(jié)果。從表1中可以看出,相同活性期的HM119-B與HM109-1相比,密度下降達(dá)了17%,單架機(jī)減重可達(dá)1.5kg以上;此外二者活性期和不粘期相當(dāng),但HM119密封劑的粘度較HM109-1大幅降低,粘度低可以更方便工廠(chǎng)進(jìn)行施工,保證貼合面部位密封劑一定的厚度,避免粘度過(guò)高引起厚度過(guò)厚而帶來(lái)的裝配超差問(wèn)題,也可避免粘度過(guò)低、貼合面膠層過(guò)薄帶來(lái)的密封隱患,因此,HM119較好地解決了HM109-1密封劑因粘度過(guò)高導(dǎo)致工藝性能較差的問(wèn)題。

      表1 HM119密封劑與HM109-1密封劑物理性能對(duì)比

      2.2 HM119密封劑力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果及分析

      表2為HM119及HM109密封劑的力學(xué)測(cè)試結(jié)果,從表2中可以看出,HM119經(jīng)耐油、熱空氣以及煤油熱空氣綜合老化等環(huán)境試驗(yàn)后的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等性能的下降比例均低于HM109-1,說(shuō)明HM119相比HM109-1具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性及耐老化性能,對(duì)使用過(guò)程中的各種復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)。

      表2 HM119密封劑與HM109-1密封劑力學(xué)性能對(duì)比

      續(xù)表2

      2.3 HM119密封劑與直升機(jī)用材的粘結(jié)性能

      HM119與直升機(jī)用材的常溫粘結(jié)性能見(jiàn)表3。

      表3 HM119與直升機(jī)用材的常溫粘結(jié)性能

      由表3可見(jiàn),在常溫下HM119與直升機(jī)結(jié)構(gòu)用金屬材料、復(fù)合材料、底漆、面漆的剝離強(qiáng)度均遠(yuǎn)大于指標(biāo)值,說(shuō)明低密度密封劑與直升機(jī)的相容性較好,在試驗(yàn)中均未出現(xiàn)界面破壞。

      HM119與直升機(jī)用材的在60℃耐雙層液后的粘結(jié)性能見(jiàn)表4。

      表4 HM119與直升機(jī)用材的在60℃耐雙層液后的粘結(jié)性能

      由表4可見(jiàn),在60℃ ×7d耐雙層液浸泡后,HM119與直升機(jī)結(jié)構(gòu)用金屬材料、復(fù)合材料、底漆、面漆的剝離強(qiáng)度均遠(yuǎn)大于指標(biāo)值,且內(nèi)聚破壞率也均為100%,說(shuō)明該密封膠在多種環(huán)境下能夠?qū)χ鄙龣C(jī)進(jìn)行良好密封,滿(mǎn)足直升機(jī)的使用需求。

      3 結(jié)論

      根據(jù)以上分析結(jié)果可以看出,低密度密封劑HM119密度相比HM109-1低,且其工藝性能、耐油、耐熱空氣、以及耐煤油熱空氣綜合老化性能要優(yōu)于HM109-1,與基體結(jié)構(gòu)的相容性良好,可滿(mǎn)足直升機(jī)對(duì)密封劑的技術(shù)要求。某直升機(jī)上使用HM119密封劑取代 HM109-1密封劑,解決了HM109-1密封劑由于基膏粘度大導(dǎo)致的工藝性能差的問(wèn)題,且對(duì)型號(hào)具有減重效益,因此,HM119密封劑的應(yīng)用是可行和必要的,且應(yīng)用范圍可以進(jìn)一步推廣。

      [1] 陳躍良,于繼真.某型飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕失效分析[J].飛機(jī)設(shè)計(jì),2002,(3):12-15.

      [2] 劉文珽,李玉海,陳群志,等.飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕部位涂層加速試驗(yàn)環(huán)境譜研究[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2002,28(1):109-112.

      [3] 王春暉,藍(lán)啟城,何衛(wèi)平,等.典型連接件防腐密封劑在加速環(huán)境下的失效分析[J].裝備環(huán)境工程,2013,10(3):47-50.

      [4] 曹壽德,黃梅星.航空密封劑性能及水平設(shè)置估價(jià)的探討[J].航空材料學(xué)報(bào),2006,26(3).

      Engineering Application Research and Analysis of Low Density Sealant-HM109 Used in Helicopter

      CHEN Chen1,CAO Yaoqin1,SONG Yinghong2,XIAO Wei1
      (1.China Helicopter Research and Development Institute,Jingdezhen 333001,China; 2.Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China)

      This paper presented an overview on feasible experiment designs and experimental modes of low density sealant-HM109 replaces HM109-1 which has been used in helicopter when assemble the parts.Thus,provided a theoretical basis for the application of HM -109 in helicopter modes.

      HM109;HM109-1;helicopter;engineering application

      V255+.4

      A

      1673-1220(2017)02-047-03

      2016-10-11

      陳 忱(1989-),男,江西九江人,碩士,工程師;主要研究方向:金屬材料應(yīng)用研究。

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