CN113734462B - 一种运动飞机的蒙皮维修方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动飞机的蒙皮维修方法。它包括以下步骤：A、以损伤部位为中心，将内外各层都打磨修正成具有圆角过渡的矩形，露出外层的碳纤或玻纤表面一层的边界距裂纹至少30mm形成所需修补部位；B、用砂纸将碳纤或玻纤表面一层打磨成中间略底四周略高的锥形修铺区；C、用溶剂彻底清洗所需修补部位，待溶剂彻底挥发后在该修补部位涂布环氧树脂并铺贴碳纤维补丁。优点是：避免了结构重量发生较大变化带来的影响飞机重心位置的问题。可以形成特定的侧重修补区域，使其修补的强度可以得到有效保证，从而避免了再次损伤的问题。修复简单快捷，省时省力、修补成本很低，可承受规定的强度和刚度，提高经济效率和使用寿命，大幅缩短维修成本。

Description

一种运动飞机的蒙皮维修方法

技术领域

本发明涉及一种航空飞机维修技术，特别是涉及一种运动飞机的蒙皮维修方法。

背景技术

运动飞机较多使用轻木等材质作为内部骨架，然后在表面采用高强度复合材料如碳纤维或者玻璃纤维作为机体蒙皮。在使用过程中常常会使蒙皮损伤，尤其是轻型运动飞机的蒙皮更易受到损伤，通常情况下，蒙皮损伤后会存在以下问题：(1)破坏了飞机的良好气动性能。(2)使损伤部位的蒙皮强度、刚度以及耐久性降低，承载能力下降。(3)还会危及飞行安全，因此需要根据损伤的情况判断是否进行维修，现有技术中，根据损伤类型主要分为划伤、变形、裂纹和破孔等，上述类型主要分为两大类：划伤、变形和裂纹、破孔这两类。

其中，划伤、变形中，对于蒙皮某些部位产生轻微的鼓动、压坑或划伤等现象时，由于这种情况的发生会破坏蒙皮的光滑表面，因此必须维修；常规的维修方式是采用在伤口处增补树脂基，填补位置。

裂纹、破孔分为小裂缝(<8cm)、中裂缝(8-15cm)、大裂缝(>15cm)，当遇到小裂缝(<8cm)时，修补时，通常是将原覆盖修补材料剪成片状，清洁补丁片，用透明的接触粘合剂把补丁片粘合到覆盖物上；当出现中裂缝(8-15cm)时，较大的裂缝必须用鞍形针和坚固的线一起缝合，然后再按照小裂纹的维修步骤进行维修；当出现大裂缝(>15cm)时，如果伤口过大，那么就需要重新生产蒙皮用于替换原蒙皮，这不在维修范围内。

对于上述的这些类型的维修，具体实施步骤如下：

在修理工作中，室温最低温度要保证在20℃以上，以确保层压板适当硬化，因为较高的温度会加速硬化过程。在开始维修工作之前，必须把伤口处弄干净，可使用除硅清洗剂或油脂溶剂对伤口处擦拭，彻底清洁维修区域，然后用60-80的磨砂纸磨削受损区域并去除相邻涂层(聚酯凝胶涂层)；纤维层应在受损区域周围30-50mm可见，如果可能的话，足够的受损层压板应该留下来作为修理工作的模具；如果不可能，可以使用宽胶带和薄板(玻璃纤维、金属板等)来形成用于层压的底座；该片材必须用分离剂(例如包装带)覆盖，以便可以在层压之后将其去除，图1为层压板磨削示意图。

下一步是维修准备阶段；纤维织物部分被切割，顶层小于底层，各层的纤维方向与最底层的纤维方向相同，织物层应该与修复区域重叠大约30-50毫米，所需的层数取决于所使用的修复材料的种类和损坏的规模，然后用树脂覆盖修复区域，在最下面的织物层上沿纤维方向放置最大的织物层，然后用刷子把织物层完全浸透，进一步的织物层被应用并且以相同的方式完全浸泡，在最后的织物层上不能涂树脂，用刷子涂抹确保从下层吸收足够的树脂，最后，在修复区域上放置PE箔，并允许层压板硬化，硬化过程可以通过均匀加热(大约60℃)来辅助，例如使用加热箔。一旦硬化过程已经完成(直立纤维可以断开)，箔被移除，修复区域用砂纸打磨以确保边缘的平滑过渡。修理区域应该比周围区域深十分之几毫米。如果区域太深，可以填充，最后就是在修理区域上漆，用以保护修补后的位置不被氧化，新的层压板板铺设如图2所示，通过现有的这种修补方法，由于其修补面积大比损伤区域面积大且深，因此很容易使结构重量发生较大变化，尤其是当遇到多处区域需要修补时，严重影响飞机重心位置，另外，其修补方法繁琐、费工费时、修补成本很高并且修补后的强度不够，容易出现再次损伤的情形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种修补简单快捷、省时省力、修补成本低并且修补范围适当、修补后结构重量变化小，从而确保不影响飞机重心位置及保证修补强度的运动飞机的蒙皮维修方法。

为了解决上述技术问题，本发明的运动飞机的蒙皮维修方法，包括以下步骤：

A、以损伤部位为中心，将蒙皮内外各层都打磨修正成具有圆角过渡的矩形，露出蒙皮表面一层的边界距裂纹至少30mm形成所需修补部位；

B、用砂纸将蒙皮表面打磨成中间略底四周略高的锥形修铺区；

C、用溶剂彻底清洗所需修补部位，待溶剂彻底挥发后在该修补部位涂布环氧树脂并铺贴碳纤维补丁。

在所述环氧树脂的涂布过程中加入玻璃微珠，以增强修补后结构的强度和刚度。

所述铺贴完后对环氧树脂进行固化处理，固化后对维修的碳纤维补丁进行打磨修边，最后做底涂和面漆。

所述涂布的环氧树脂为环氧树脂混合材料，该环氧树脂混合材料以环氧树脂为主原料并添加有聚硫橡胶、间苯二甲胺。

所述环氧树脂混合材料的配比方法为：将环氧树脂混合材料的各组分加入到配比用容器内，机械搅拌5-15分钟后，静止3-10分钟即可进行修补作业。

所述步骤B中，若受损部位包括内层的复合材料层，则将损伤的复合材料层清理、打磨成无裂纹的光滑修补区。

所需修补部位为机身、机翼或尾翼的损伤部位。

所述尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。

所述机翼包括主翼以及襟翼和副翼。

本发明的优点在于：

(1)通过对损伤部位进行合适面积的打磨并设定合适的修补部位，在能够有效保证修补质量的基础上，保证了修补部位适当可控，从而避免了结构重量发生较大变化带来的影响飞机重心位置的问题。

(2)通过将蒙皮表面打磨成中间略底四周略高的锥形修铺区的工艺，可以形成特定的侧重修补区域，使其修补的强度可以得到有效保证，从而避免了再次损伤的问题。

(3)再采用上述特殊处理手段的基础上，用溶剂彻底清洗所需修补部位，待溶剂彻底挥发后直接在该修补部位涂布环氧树脂并铺贴碳纤维补丁即可，其修复方法简单快捷，省时省力、修补成本很低，并且由于采用了特殊的处理手段能够进一步保证涂布环氧树脂和铺贴碳纤维补丁的牢靠度，进一步提高了整体强度，使发生破损的部位修补到可承受规定的强度和刚度，同时提高了经济效率和使用寿命，大幅度缩短了维修成本。

附图说明

图1为现有常规的层压板磨削的结构示意图；

图2为现有常规层压板铺设的结构示意图；

图3为本发明运动飞机的蒙皮维修的俯视结构示意图；

图4为本发明运动飞机的蒙皮维修的主视结构示意图。

具体实施方式

本发明的运动飞机的蒙皮维修方法不包含因结构部件的损伤范围、损伤范围过大而导致结构维修难度过大、该部件超过经济寿命以及需要短时间内恢复适航状态等的情况，下面结合附图和具体实施方式，对本发明的运动飞机的蒙皮维修方法作进一步详细说明。

如图所示，本发明的运动飞机的蒙皮维修方法适用于采用碳纤维或者玻璃纤维作为蒙皮的运动飞机，可以修补的部位为机身、机翼或尾翼的损伤部位，尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼又包括水平安定面和升降舵；垂直尾翼也包括垂直安定面和方向舵；机翼包括主翼以及襟翼和副翼，由图可见，本实施例中的修补部位由底层的复合材料板面1、复合材料板面上的底漆层2、底漆层上的高强度纤维表面层3构成，在高强度纤维表面层上具有裂纹区域4，本实施例的运动飞机的蒙皮维修方法，包括以下步骤：

A、以损伤部位为中心，将蒙皮内外各层(复合材料板面1和高强度纤维表面层3)都打磨修正成具有圆角过渡的矩形5，圆角的半径大于12mm，露出高强度纤维表面层的边界距裂纹至少25mm，由此形成所需修补部位，这样是为了结构更好的受力，减小对蒙皮破损处的应力，同时提高强度；

B、用砂纸将高强度纤维表面层打磨成中间略底四周略高的锥形修铺区，若受损部位包括内层的复合材料层(轻体填充材料)，则将损伤的复合材料层清理、打磨成无裂纹的光滑修补区；

C、用溶剂彻底清洗所需修补部位，待溶剂彻底挥发后在该修补部位涂布环氧树脂并铺贴碳纤维补丁6；

D、完成后对环氧树脂进行固化处理，固化后对维修的碳纤维补丁进行打磨修边(将边缘打磨至平整，如图4所示)，最后做底涂和面漆。

进一步地，在环氧树脂的涂布过程中加入玻璃微珠7，主要作用依然是为了保证结构受力较稳，以增强修补后结构的强度和刚度。

其中，本实施例中所说的涂布的环氧树脂可以为环氧树脂混合材料，该环氧树脂混合材料以环氧树脂为主原料并添加有聚硫橡胶、间苯二甲胺以及玻璃微珠，也就是说该环氧树脂混合材料添加有玻璃微珠用以提高树脂的黏合性，按比例添加聚硫橡胶、间苯二甲胺组分后辅材提高涂料的弹性使其能够形成和原始蒙皮类似的力学特性。

本发明中室温固化环氧树脂的复合材料(包含有玻璃微珠)配比如下：

材料名称	配比份
		E-51环氧树脂	100
201聚硫橡胶	20
		玻璃微珠(20um)	50
间苯二甲胺	22

配比过程：

在室温环境下，湿度在60％～90％范围内，将各组分材料缓慢加入到配比用容器内，机械搅拌10分钟后，静止5分钟即可进行修补作业，配比后修补用环氧树脂需要在30分钟内使用。

Claims (6)

1.一种运动飞机的蒙皮维修方法，包括以下步骤：

A、以损伤部位为中心，将蒙皮内外各层都打磨修正成具有圆角过渡的矩形，露出蒙皮外层的碳纤或玻纤表面一层的边界距裂纹至少 30mm形成所需修补部位；

B、用砂纸将蒙皮表面打磨成中间略底四周略高的锥形修铺区；

C、用溶剂彻底清洗所需修补部位，待溶剂彻底挥发后在该修补部位涂布环氧树脂并铺贴碳纤维补丁；

所述铺贴完后对环氧树脂进行固化处理，固化后对维修的碳纤维补丁进行打磨修边，最后做底涂和面漆；

所述涂布的环氧树脂为环氧树脂混合材料，该环氧树脂混合材料以环氧树脂为主原料并添加有聚硫橡胶、间苯二甲胺；所述该环氧树脂混合材料还添加有玻璃微珠；

所述环氧树脂混合材料配比如下：E-51环氧树脂100份、201聚硫橡胶20份、玻璃微珠（20μm）50份、间苯二甲胺22份。

2.按照权利要求1所述的运动飞机的蒙皮维修方法，其特征在于：所述环氧树脂混合材料的配比方法为：将环氧树脂混合材料的各组分加入到配比用容器内，机械搅拌5-15分钟后，静止3-10分钟即可进行修补作业。

3.按照权利要求1所述的运动飞机的蒙皮维修方法，其特征在于：所述步骤B中，若受损部位包括内层的复合材料层，则将损伤的复合材料层清理、打磨成无裂纹的光滑修补区。

4.按照权利要求1所述的运动飞机的蒙皮维修方法，其特征在于：所需修补部位为机身、机翼或尾翼的损伤部位。

5.按照权利要求4所述的运动飞机的蒙皮维修方法，其特征在于：所述尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。

6.按照权利要求4所述的运动飞机的蒙皮维修方法，其特征在于：所述机翼包括主翼以及襟翼和副翼。