復(fù)合材料槳葉壓力機(jī)

直8機(jī)復(fù)合材料槳葉

復(fù)合材料槳葉研制團(tuán)隊(duì)成員研討問(wèn)題

復(fù)合材料槳葉制造是一種集機(jī)加、鈑金、表面處理、鉚接裝配、膠接裝配、復(fù)合材料成型、靜動(dòng)平衡等多學(xué)科為一體的高技術(shù)含量復(fù)雜成型工藝。為解決復(fù)合材料槳葉制造過(guò)程中的難題，中航工業(yè)昌飛工程技術(shù)部復(fù)合材料槳葉研制團(tuán)隊(duì)成員面對(duì)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)匱乏的現(xiàn)狀，從零開始，充分借鑒國(guó)內(nèi)外廠家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，開展了大量的工藝探索，成功突破了槳葉配套零件定位、泡沫芯過(guò)盈量控制、成型壓力和固化參數(shù)控制等諸多技術(shù)難題，成功研制出亞洲最大的復(fù)合材料槳葉。

高標(biāo)準(zhǔn)，為槳葉試制奠定基礎(chǔ)

2005年，中航工業(yè)昌飛復(fù)合材料槳葉研制團(tuán)隊(duì)成立，團(tuán)隊(duì)成員主要由工程技術(shù)部、復(fù)合材料加工中心的專業(yè)人員組成。

直8型機(jī)大型復(fù)合材料槳葉是我國(guó)首次研制的國(guó)內(nèi)乃至全亞洲最大的復(fù)材槳葉，完全由國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)與制造，其研制技術(shù)起點(diǎn)高，跨度大。在一無(wú)資料，二無(wú)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)首次承擔(dān)制造工作，其難度可想而知。

直8大型復(fù)合材料主槳葉，其長(zhǎng)度為8.5米，扭角變化大，這些特點(diǎn)造成了成型模壓系統(tǒng)上?？缍却?、模具厚度變化大等問(wèn)題，這樣的模具同步運(yùn)動(dòng)、溫度均勻性很難保證。再加上零件為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，模具與零件膨脹系數(shù)差異較大，從成型溫度到室溫的變化過(guò)程中，槳葉與模具伸長(zhǎng)率不一樣，這樣會(huì)造成槳葉損傷或破壞。

工藝人員深知，槳葉成型壓模是保證槳葉成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素，除了要保證型面的結(jié)構(gòu)精度，解決模具材料與復(fù)合材料熱膨脹匹配的問(wèn)題，還要充分計(jì)算和分析模具油道的布置，以達(dá)到嚴(yán)格的溫度均勻性要求。通過(guò)一次次對(duì)模具設(shè)計(jì)制造方案的充分討論與研究，工藝人員成功解決了模具定位、油道布置以及深加工和熱膨脹系統(tǒng)不一致的技術(shù)難題，為槳葉試制奠定了基礎(chǔ)。

嚴(yán)要求，保證槳葉安全運(yùn)行

槳葉的成型過(guò)程需要加溫和加壓，且需要嚴(yán)格控制技術(shù)參數(shù)，此外還需要實(shí)現(xiàn)模具開合模及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步，可國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有該類設(shè)備制造的先例或者經(jīng)驗(yàn)。為了充分滿足槳葉研制需求，工藝人員借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)制造了大型槳葉模壓系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了開合模、槳葉鋪覆和模壓成型等全部工藝過(guò)程操作和控制，保證了復(fù)合材料槳葉的成型質(zhì)量。

直8型機(jī)主槳葉由于采用了PMI泡沫芯作為填充材料，具有復(fù)雜的變截面結(jié)構(gòu)外形，如何確定泡沫芯的過(guò)盈量以保證在共固化成型時(shí)提供均勻、恒定的壓力，是槳葉研制中擺在全體工藝人員面前的又一個(gè)難題。為打倒這個(gè)攔路虎，團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，終于得出了不同密度和厚度泡沫芯的過(guò)盈量規(guī)律。由于泡沫芯面復(fù)雜，精度要求高，工藝人員采用了數(shù)控加工的方法加工泡沫芯零件，并成功解決了裝夾定位和加工變形的一系列難題。

槳葉包鐵的膠接質(zhì)量是影響飛行安全、槳葉壽命的關(guān)鍵要素，在飛行過(guò)程中復(fù)合材料槳葉轉(zhuǎn)速和振動(dòng)很大，導(dǎo)致前緣膠接件工作環(huán)境非常惡劣。為提高前緣膠接件的膠接質(zhì)量，保證直升機(jī)出勤率和飛行安全，工藝人員又開展了包鐵膠接質(zhì)量改進(jìn)的專項(xiàng)攻關(guān)工作，總結(jié)出一套行之有效的膠接質(zhì)量控制方法，徹底解決了包鐵開膠的問(wèn)題。

復(fù)合材料槳葉與傳統(tǒng)金屬槳葉相比，疲勞壽命由金屬槳葉的1600小時(shí)提高到復(fù)合材料槳葉的6000小時(shí)以上或無(wú)限壽命，大幅減少了后期的使用、維護(hù)成本，減少了制造周期，提高了產(chǎn)品可靠性，提升了旋翼整體性能。

奠定基礎(chǔ)，道路越走越寬廣

直8型機(jī)復(fù)合材料主槳葉是國(guó)內(nèi)首片自主創(chuàng)新研制的復(fù)合材料槳葉，通過(guò)中航工業(yè)昌飛工程技術(shù)部復(fù)合材料槳葉研制團(tuán)隊(duì)全體成員的自主創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，突破和掌握了大型復(fù)合材料槳葉研制的關(guān)鍵核心技術(shù)，提升了企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

昌飛的復(fù)合材料主槳葉技術(shù)目前已推廣到直11型機(jī)等多型直升機(jī)的應(yīng)用，并成功應(yīng)用于AC311和AC313民機(jī)。復(fù)合材料槳葉研制為后續(xù)大型除冰復(fù)合材料槳葉，以至其它機(jī)型復(fù)合材料槳葉的研制奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，推進(jìn)了昌飛公司槳葉研制多元化的進(jìn)程。

大型復(fù)合材料槳葉的研制成功，是昌飛公司在旋翼制造領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù)突破，目前大型復(fù)合材料槳葉已在多型號(hào)直升機(jī)上裝機(jī)應(yīng)用，并達(dá)到了批產(chǎn)狀態(tài)。（李蓉）