一种飞行数据记录仪壳体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种飞行数据记录仪壳体的制备方法，具体是一种采用玻璃纤维增强树脂基复合材料制备飞行数据记录仪壳体的方法。
【背景技术】
[0002]飞行记录仪，俗称“黑匣子”，是飞机专用的电子记录设备之一。飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事前半个小时的飞行高度、速度、航向、爬升率、下降率、耗油量、飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数记录下来，供飞行实验、事故分析之用。在发生空难事故时，黑匣子壳体可能受到爆炸物的撞击，也可能从万米高空坠人深山峡谷或大海之中。它要真正起到空难见证人的作用，就必须十分坚固，保护匣子中磁带的外壳是一个关键的部件。国外一般采用特种不锈钢制造黑匣子壳体，我国采用的是特种不锈钢、钛合金制造黑匣子壳体。但是随着航空技术的发展，对黑匣子壳体的重量及比强度要求越来越严格，根据黑匣子壳体在飞机失事状态所处的严酷条件，对壳体的要求是经受46.33m/s的巨大的冲击力；经此冲击后在1100°C的火场内燃烧30分钟而不变形，电子原器件正常工作；在海水中漂浮30天不沉，且内部元器件正常工作；要求具有抛放功能，在飞机失事时，抛放式黑匣子能与飞机机体自动分离，避免被大量散落的飞机残片所覆盖。而传统的金属制备的黑匣子壳体密度大，约为(4-8)g/cm3，飞机海上失事时，黑匣子因无法漂浮而沉入水底，造成打捞困难，并且金属材料不透波，定位搜索信号困难。如马航370至今未找到沉入海底的黑匣子。在公开号为CN1897040A的发明创造中公开了一种用高级碳纤维复合材料制造的用于飞机、卫星、飞船拍照、通讯、记录用的黑匣子壳体材料结构装置的方法，该方法是将碳纤维布与高温熔化的塑料压模固化成型，再进行焙烧，然后送进负高压容器中进行浸渍，反复需要数个过程，致使整体结构材料体积密度达到1.9以上。然后进行气象物理沉积致密，最后进行表面处理。该方法工艺复杂、制备周期长，并且所制备壳体难以漂浮、壳体不透波。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术中存在的难以漂浮和壳体不透波的不足，本发明提出了一种飞行数据记录仪壳体及其制备方法。
[0004]本发明包括外壳、阻燃泡沫件、加强肋和上盖；所述外壳采用高硅氧玻璃纤维布，通过铺敷的方法用树脂粘接剂裹敷在所述阻燃泡沫件的内表面和外表面，以及所述阻燃泡沫件的框底，并经固化处理形成的盒形件；所述阻燃泡沫件为框形件；该阻燃泡沫件边框上端的三个边均向外延伸，形成了所述抛放式飞行数据记录仪壳体的漂浮翼；所述漂浮翼与该阻燃泡沫件边框之间光滑过渡；在所述阻燃泡沫件的一个侧边上有加强肋的预埋槽，并且所述有预埋槽的侧边与该阻燃泡沫件上无漂浮翼的侧边对应；所述阻燃泡沫件的上端与下端均为敞口，并由所述上端的敞口形成了所述抛放式飞行数据记录仪壳体的开口 ；在所述阻燃泡沫件上端的敞口安装有上盖。
[0005]所述外壳的高硅氧玻璃纤维布的铺敷层数为2-7层；所述外壳单面厚度为I?3mm ο
[0006]所述上盖的铺敷层数为4?10层；所述上盖的厚度为2?4mm。
[0007]所述阻燃泡沫件采用聚氨酯泡沫或苯乙烯泡沫制成；所述阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁或磷酸铝或磷酸锌或硼硅玻璃粉。
[0008]本发明提出的制备所述飞行数据记录仪壳体的具体过程如下:
[0009]步骤1，配制树脂粘接剂:按质量份称取环氧树脂、聚酰胺固化剂、阻燃剂和油漆，用脱泡搅拌机搅拌均匀，配成树脂粘接剂；
[0010]步骤2，制作阻燃泡沫件:
[0011]所述的阻燃泡沫件采用聚氨酯泡沫并通过机械加工的方法制成。
[0012]步骤3，制作飞行数据记录仪的外壳坯体:
[0013]按设计要求将加强肋镶入到得到的阻燃泡沫件中的预留槽口内；在阻燃泡沫件的所有表面涂刷配好的树脂粘接剂，并铺设玻璃纤维布；铺设时:在阻燃泡沫件的所有表面涂刷配好的树脂粘接剂，将裁好的玻璃纤维布分别铺在所述阻燃泡沫件的各个表面，并在铺好的这层玻璃纤维布表面涂刷树脂粘接剂；继续铺设下一层玻璃纤维布，直至铺设完成设定的玻璃纤维布层数，得到飞行数据记录仪的外壳坯体；
[0014]步骤4，制作飞行数据记录仪的上盖坯体:
[0015]在所述模具内表面均匀涂刷脱模蜡；在所述模具的上模内表面涂刷树脂粘接剂，并铺设玻璃纤维布；铺设时，在所述模具的各个内表面涂刷树脂粘接剂，将裁好的玻璃纤维布分别铺在所述模具的各个内表面上；在铺好的玻璃纤维布表面涂刷一层树脂粘接剂，再继续铺设下一层玻璃纤维布；重复在铺好的玻璃纤维布表面涂刷树脂粘接剂一一铺设下一层玻璃纤维布的过程，直至铺设完成设定的玻璃纤维布层数后，得到飞行数据记录仪的上盖坯体；
[0016]步骤5，固化成型；
[0017]所述的固化成型包括对飞行数据记录仪外壳坯体的固化成型和对飞行数据记录仪的上盖坯体的固化成型；
[0018]在对飞行数据记录仪外壳坯体的固化成型时，将得到的飞行数据记录仪的外壳坯体置于内表面均匀涂刷有脱模蜡的模具中，通过常规方法采用热压罐成型；成型中将真空度抽至0.005?0.03MPa，压力为0.1?8MPa，从室温以1°C /min的升温速率升温至40?70°C，并保压保温10?15h，自然降温至室温脱模；
[0019]在对飞行数据记录仪的上盖坯体的固化成型时，将得到的飞行数据记录仪的上盖坯体装入模具中，采用热压罐固化成型；成型中将真空度抽至0.005?0.03MPa，压力为
0.1?8MPa，从室温以1°C /min的升温速率升温至40?70°C，并保压保温10?15h ;保温结束后自然降温至室温脱模。
[0020]所述树脂粘接剂由100份环氧树脂、30?90份固化剂、2?5份阻燃剂和3?6份油漆组成，所述比例为质量份；其中，所述固化剂为酸酐类固化剂或胺类固化剂，所述阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁或磷酸铝或磷酸锌或硼硅玻璃粉。
[0021]为验证本发明的效果，进行了相关的试验，包括:
[0022]冲击试验:数据记录器壳体需要能够承受46.33m/s的巨大的冲击力而不能出现明显破损，保证壳体行腔内电子元器件不被损坏。本发明根据要求在中国飞机强度研究所做强度模拟试验。本发明制备的飞行数据记录仪壳体经冲击试验后壳体除局部有小裂纹夕卜，无明显损坏现象，这些裂纹在允许范围内；壳体腔内电子元器件保存完好，能够正常工作。到达冲击试验要求。
[0023]海水漂浮试验:在陕西千山航空电子有限责任公司做海水漂浮模拟试验，将经过冲击试验的壳体置于模拟海水环境中，此模拟海水环境为:PH值为8.0，盐度为35%。。本发明制备的飞行数据记录仪壳体能够在此模拟海水环境中连续漂浮30天而不沉，壳体腔内电子元器件保存完好，能够正常工作。达到漂浮试验要求。
[0024]火烧试验:在陕西千山航空电子有限责任公司做火烧试验，本发明制备的飞行数据记录仪壳体在1100°C的火场中燃烧30min，燃烧试验结束后壳体无烧损与变形现象，壳体腔内元器件保存完好，能够正常工作，达到火烧试验要求。
[0025]透波试验:在陕西千山航空电子有限责任公司做透波试验，本发明制备的飞行数据记录仪壳体的透波率在75% -85%之间，具有良好的透波性。
【附图说明