【复材资讯】直升机复材螺旋桨叶提升抗冲击和耐疲劳性能解决方案

复合材料螺旋桨叶主要有桨叶大梁、桨叶蒙皮、后缘条、桨叶内腔填充泡沫或蜂窝及前缘防腐蚀包片等组成。   VHA 206L耐腐蚀和抗损坏的碳纤维桨叶蒙   直升机螺旋桨在60年代中期就已使用了具有比刚度的复合材料,原德国MBB研制了世界上第一批复合材料螺旋桨叶,在70年代利用先进的复合材料工艺,人们又研制出碳纤维复合材料螺旋桨。随着材料技术的发展,使得直升机螺旋桨叶的寿命从600小时提高到了6000小时,甚至可达到2万小时以上。   19世纪,结构工程师们发现,虽然复合材料具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳等优良的特性,但耐冲击性能差是工程师们一直研究攻克的方向之一,复合材料具有一定脆性,本身抗冲击性较差,CFRP碳纤维复合材料在遭受到冲击后,会产生微小的裂纹,裂纹的不断扩展会增加损伤程度从而产生了不同的破坏机制。   直升机动力总成示例图   总结直升机桨叶主要故障有以下三大点   1、旋翼桨叶大梁:   其主要故障模式有疲劳断裂、裂纹、高能量外物冲击引起的分层或断裂、老化引起的强度、刚度下降等,其中断裂将引起机毁人亡事故:   2、桨叶蒙皮:   其故障模式有疲劳裂纹、开胶、分层以及外物引起的穿孔、表面破损、湿热老化引起的强度、刚度下降等,这些故障均不会引起机毁人亡事故,甚至引起直升机振动增大,但仍可安全降落:   3、后缘条:   其故障模式主要是后缘破损、开胶、疲劳裂纹等,同蒙皮一样,这些故障均不会引起机毁人亡事故;   改进型复合直升机叶片   在直升机的旋转运动部件中,旋翼产生的交变载荷最大,是直升机主要振动源。旋翼承受高低周复合疲劳,部件易出现裂纹扩展,为此螺旋桨叶的设计既要考虑动力学设计,又要考虑桨叶的疲劳细节设计。桨叶通常选用纤维增强复合材料,它的选材包含两个方面,一是机体材料树脂的选择,二是增强纤维材料的选择。   例如旋翼桨叶蒙皮所用913树脂具有很高的玻璃转化温度,温度可达约100°C左右,但缺点是韧性不足,这时候就需要提升树脂的韧性,选择较好的树脂韧性增强材料和韧性较好的单向纤维来弥补韧性不足,对于具有韧性的复合材料有多种选择,各个国家的工业水平不同这里不做讨论,但对于树脂增韧材料,目前国内外普遍选择不牺牲复合材料其他各项性能的材料。   旋转桨叶是直升机动力机械的关键部件,其工作转速高,零件形状复杂,加工精度要求之高,工作环境恶劣。碳纤维复合材料因具有强度高、比重小、耐腐蚀等优点,在航空航天及民用市场具有广泛的应用前景。   文章来源:航空新材料 免责声明:中国复合材料学会微信公众号发布的文章,仅用于复合材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们。我们将及时进行处理。

2021/03/24

厦门:无人机“上岗”助力河库巡查工作

台海网3月23日讯 据厦门电视台报道 无人机作为一种新型装备,有着快速机动、远程遥控的优势,先前我们就报道过,交通执法、交警等多部门陆续采用无人机,“参与”执法取证,有效提高了执法工作效率。现在,无人机又出现在巡查河流、水库的工作中,成为水政执法的一个“利器”。   在工作人员的操作下,这架无人机腾空而起,在曾溪水库上空飞行,开始了它今天的巡查任务。从空中俯瞰,无人机视角将整个水库尽收眼底。   翔安区河长制办公室河道专管员:(现在这个无人机大概是飞到什么区域了?)大概是我们水库的中间位置。(通过它这样的视角,能稍微比较全面地看到一些什么?)就是水库大体的整个状况。(然后您这边就随时根据现场看到的情况进行记录)对。   这位正在一旁记录的人叫许跃卿,是翔安区河长办的河道专管员。他告诉我们,以往他们在巡查河库的时候,都是以徒步巡查为主,两三个人一组,一次巡河就要走好几个小时,徒步十几公里。耗时耗力不说,巡视的范围也很受限。   翔安区河长制办公室河道专管员 许跃卿:(巡视)范围没有那么广,有些问题还可能没有办法及时地发现。现在有这个无人机执法,我们就轻松了,能观察到的状况也比较全面,比如一些我们人力没办法到达的地方,比较隐蔽的地方都取证的到。   不仅可以全面、无死角地对河库进行巡查,无人机还可以对目标河段的防汛设备、护岸、防洪堤等进行快速检视,让巡河工作更高效,同时也为执法部门打击河湖违法行为提供有力的技术支撑。   翔安区农业综合执法大队 杨福明:如果说河长办巡河发现问题,线索移交给我们,我们执法部门会跟水利行业监管部门去现场核实,看看是否在河湖生态红线或者蓝线保护的范围之内。如果是的话,会根据违法行为的轻重程度,对当事人采取一定的措施。

2021/03/23