一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法与流程

本发明涉及飞机碳纤维复合材料壁板修理，具体为一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法。

背景技术：

1、随着国际形势愈发多变，飞机实战化演习逐渐增多，炮弹作为战场的主要杀伤力武器，以极高的速度击中飞机结构时经常会造成穿透性损伤。复合材料蒙皮壁板是一种由单层预浸料或浸胶织物热压合而成，国防工业出版社2007年出版的《飞机结构战伤抢修》第42页说明其在受到冲击时会产生锯齿状穿透性空洞损伤并伴有孔边分层，直径2.3mm的子弹穿过5.2mm的复合材料壁板时会形成直径25mm的孔，孔边会有13mm的不可检分层。子弹直径越大，壁板越薄，冲击速度越快造成的损伤范围也越大。实际研究过程中，在用弹丸高速冲击复合材料壁板时也可发现，在弹丸穿过壁板时造成壁板不同程度的劈裂，尤其是壁板背面，有时还会存在纤维束脱落，部分情况下纤维束会不完全脱落。由于冲击本身会造成材料内部的微裂纹，若不进行修理在后续高机动飞行时，裂纹会沿着劈裂纤维方向进一步扩展，造成更大范围的结构损伤。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出了一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法。可以有效清洁修复表面、去除撕裂损伤，加固抑制劈裂扩展，有效避免后续大载荷飞行对结构的破坏。

2、本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，包括：

4、手持式可视替换型弯折滚刷，具有伸入角度、位置可调以及可视功能，用于对复合材料壁板内侧劈裂处进行清洁、涂胶、修理；

5、手持式可弯折剪刀，具有伸入角度、位置可调功能，用于剪断复合材料壁板内侧劈裂处的纤维条；

6、手持式可弯折夹持器，具有伸入角度、位置可调功能，用于夹持复合材料壁板内侧劈裂处的纤维条，以配合所述手持式可弯折剪刀进行剪断。

7、优选的，所述手持式可视替换型弯折滚刷包括显示器、连接口、与所述连接口上端连接的第一鹅颈管、设置在所述连接口前端的微型摄像头、与所述连接口下端连接的刷架，所述第一鹅颈管的顶部设置有第一手柄，所述微型摄像头与所述显示器之间连接有数据线，所述刷架上设置有刷头。

8、优选的，所述显示器上设置有操作面板以及电源开关。

9、优选的，所述第一鹅颈管、连接口上对应设置有用于固定所述微型摄像头、数据线的固定卡扣。

10、优选的，所述手持式可弯折剪刀包括第二鹅颈管、通过第一连接螺母连接于所述第二鹅颈管顶部的第二手柄、通过第一连接口连接于所述第二鹅颈管底部的直剪刀，所述第二鹅颈管为中空管状结构，所述第二鹅颈管的内部设置有一端与所述第二手柄连接，另一端与所述直剪刀连接的第一牵引线。

11、优选的，所述手持式可弯折夹持器包括第三鹅颈管、通过第二连接螺母连接于所述第三鹅颈管顶部的第三手柄、通过第二连接口连接于所述第三鹅颈管底部的夹持头，所述第三鹅颈管的内部设置有一端与所述第三手柄连接，另一端与所述夹持头连接的第二牵引线。

12、一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置的使用方法，应用上述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，包括以下步骤：

13、步骤(一)目视发现蒙皮壁板上的穿透性损伤位置，使用超声无损检测标穿透性损伤附近的分层损伤位置，并进行标记，对标记区域损伤进行打磨去除，形成操作孔；

14、步骤(二)将微型摄像头从操作孔内伸进结构内部，发现劈裂损伤位置及大小，并将劈裂损伤延展方向用记号笔在壁板外侧进行标记；

15、步骤(三)将手持式可弯折夹持器上的夹持头从操作孔内深入，夹持住脱落的纤维条，调整手持式可弯折剪刀的弯折角度，将手持式可弯折剪刀从操作孔内深入，到达手持式可弯折夹持器上的夹持头位置并剪断劈裂掉落的纤维条；

16、步骤(四)将纤维条用手持式可弯折夹持器取出，并测量得到最长的纤维条长度，取出微型摄像头、手持式可弯折剪刀；

17、步骤(五)将手持式可视替换型弯折滚刷从操作孔内深入，调整镜头角度和滚刷柄弯折角度，将劈裂损伤及四周的油污吸附擦除，清洁至滚刷不可见油污存在；

18、步骤(六)将手持式可视替换型弯折滚刷上的刷头替换，蘸取丙酮对劈裂区域进行二次清洁,用压缩空气或吹风机对表面进行再次清洁；

19、步骤(七)配置快干胶，将手持式可视替换型弯折滚刷再次替换刷头，蘸取快干胶对表面进行刷涂；

20、步骤(八)更换刷头，替换玻璃纤维织物卷，从胶液起始位置至孔边缘铺设一层织物；

21、步骤(九)更换聚四氟乙烯滚轮，对织物进行压实；

22、步骤(十)使用红外烘灯、热风机等在壁板外侧进行加热，温度不高于50℃；

23、步骤(十一)使用复合材料或者金属补片对开孔区域进行封孔处理。

24、优选的，步骤(一)中操作孔直径一般不小于50mm，如标记损伤直径小于50mm，则需进行扩孔；若大于50mm，则按实际损伤发生大小加工操作孔。

25、优选的，步骤(五)中清洁长度应确保大于劈裂处长度5cm,宽度大于劈裂处宽度10cm。

26、优选的，步骤(七)快干胶的性能需满足：固化温度不高于50℃，表干时间不大于30min,完全固化时间不高于8h，适用期不短于15min，胶粘剂粘度达到蘸取时不滴落。

27、本发明的有益效果是：

28、本发明通过提供一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法，具有轻便易携带，操作方法简单等特点，解决了大机动载荷对损伤部位的进一步破坏，有效地抑制损伤扩展，保障了飞行任务完成。

技术特征：

1.一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：所述手持式可视替换型弯折滚刷(1)包括显示器(11)、连接口(17)、与所述连接口(17)上端连接的第一鹅颈管(15)、设置在所述连接口(17)前端的微型摄像头(18)、与所述连接口(17)下端连接的刷架(19)，所述第一鹅颈管(15)的顶部设置有第一手柄(14)，所述微型摄像头(18)与所述显示器(11)之间连接有数据线(112)，所述刷架(19)上设置有刷头(111)。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：所述显示器(11)上设置有操作面板(12)以及电源开关(13)。

4.根据权利要求2所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：所述第一鹅颈管(15)、连接口(17)上对应设置有用于固定所述微型摄像头(18)、数据线(112)的固定卡扣(16)。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：所述手持式可弯折剪刀(2)包括第二鹅颈管(23)、通过第一连接螺母(22)连接于所述第二鹅颈管(23)顶部的第二手柄(21)、通过第一连接口(24)连接于所述第二鹅颈管(23)底部的直剪刀(25)，所述第二鹅颈管(23)为中空管状结构，所述第二鹅颈管(23)的内部设置有一端与所述第二手柄(21)连接，另一端与所述直剪刀(25)连接的第一牵引线(26)。

6.根据权利要求1所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，其特征在于：所述手持式可弯折夹持器(3)包括第三鹅颈管(33)、通过第二连接螺母(32)连接于所述第三鹅颈管(33)顶部的第三手柄(31)、通过第二连接口(34)连接于所述第三鹅颈管(33)底部的夹持头(35)，所述第三鹅颈管(33)的内部设置有一端与所述第三手柄(31)连接，另一端与所述夹持头(35)连接的第二牵引线(36)。

7.一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置的使用方法，其特征在于：应用权利要求1至6中任一项所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置的使用方法，其特征在于：步骤(一)中操作孔直径一般不小于50mm，如标记损伤直径小于50mm，则需进行扩孔；若大于50mm，则按实际损伤发生大小加工操作孔。

9.根据权利要求7所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置的使用方法，其特征在于：步骤(五)中清洁长度应确保大于劈裂处长度5cm,宽度大于劈裂处宽度10cm。

10.根据权利要求7所述的一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置的使用方法，其特征在于：步骤(七)快干胶的性能需满足：固化温度不高于50℃，表干时间不大于30min,完全固化时间不高于8h，适用期不短于15min，胶粘剂粘度达到蘸取时不滴落。

技术总结
本发明涉及飞机碳纤维复合材料壁板修理技术领域，具体为一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法，修理装置包括手持式可视替换型弯折滚刷，具有伸入角度、位置可调以及可视功能，用于对复合材料壁板内侧劈裂处进行清洁、涂胶、修理；手持式可弯折剪刀，具有伸入角度、位置可调功能，用于剪断复合材料壁板内侧劈裂处的纤维条；手持式可弯折夹持器，具有伸入角度、位置可调功能，用于夹持复合材料壁板内侧劈裂处的纤维条，以配合所述手持式可弯折剪刀进行剪断。本发明通过提供一种复合材料壁板内侧劈裂修理装置及其使用方法，具有轻便易携带，操作方法简单等特点，解决了大机动载荷对损伤部位的进一步破坏，有效地抑制损伤扩展。

技术研发人员：王亚南,符彬,宣善勇,王文慧,谢金标
受保护的技术使用者：国营芜湖机械厂
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16