一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法技术

本发明专利技术属于直升机材料应用与管理技术领域，具体涉及一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法。具体包括如下步骤：S1：制作旋翼桨叶防护材料试验件(100)；S2：设计试验装置(200)，安装所述试验件(100)；S3：确定试验参数矩阵，所述试验参数包括吹砂角度、吹砂速度、砂子类型、试验温度；S4：根据所述步骤S3中确定的试验参数矩阵进行试验；S5：试验结果评价。本发明专利技术可用于考核直升机旋翼桨叶防护材料在飞行状态下的耐砂蚀性能，实现目前现有传统方法无法达到的效果，考核结果能对桨叶防护材料的实际使用寿命预测进行重要支撑，填补了国内空白。白。白。

【技术实现步骤摘要】
一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法


[0001]本专利技术属于直升机材料应用与管理
，具体涉及一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法。

技术介绍

[0002]军用直升机频繁服役于低空、重雨水场和未铺砌路面跑道(带沙尘云环境)。砂石、尘土等拍打在旋翼桨叶复合材料表面易导致复合材料中的纤维断裂或界面分层，导致结构提前失效。国内外采取了多种方式进行直升机桨叶耐砂蚀防护，在桨叶前缘包覆铁合金、钛合金、镍合金等金属材料以及采用聚氨酯、聚碳酸酯等非金属或在桨叶上直接喷涂防护涂料进行防护，提前对防护材料进行耐砂蚀性能考核可以显著提高防护材料设计效率，减少防护和更换成本。
[0003]目前与本专利技术相似的专利技术或文献鲜有报道，直升机旋翼桨叶防护材料一般铺贴于旋翼桨叶前缘表面，直升机服役时，旋翼旋转桨尖处的切线速度一般都在200m/s左右。选择优异的复合材料前缘包覆的防护材料，对防护材料进行耐砂蚀性能考核可有效评估防护材料在实际服役过程中的耐砂蚀性能，助于评定防护材料的使用寿命，降低使用风险及维护成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的：针对现有考核方法的缺陷，本专利技术根据直升机所处的环境特点，设计贴合于实际服役状态的试验矩阵，设计多个吹砂角度、多种吹砂速度、两种砂子类型及多种环境温度对防护材料进行试验室考核，提供了一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，填补了国内空白。
[0005]本专利技术的技术方案：为了实现上述专利技术目的，提供一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
[0006]S1：制作旋翼桨叶防护材料试验件100；
[0007]S2：设计试验装置200，安装所述试验件100；所述试验装置200包括试验台210、给料室220、混合室230、送气室240、粒料室250、环境试验箱300；所述试验台210用于放置所述试验件100，所述试验台210上安装有电机，可沿水平方向旋转一定角度；所述给料室220位于所述试验台210正上方，所述给料室220与所述混合室230相连通，所述粒料室250与所述送气室240分别向所述混合室230内输送沙粒与气体，由所述混合室230混合后，通过所述给料室220的石英喷管221向所述试验件100吹砂；
[0008]S3：确定试验参数矩阵，所述试验参数包括吹砂角度、吹砂速度、砂子类型、试验温度；
[0009]其中吹砂角度是指砂子与试验件的相互碰撞时的作用角度；
[0010]吹砂速度是指砂子作用于试验件表面的速度；
[0011]砂子类型是指砂子的种类，带有特殊尺寸、形状的特性；
[0012]试验温度试验环境温度，本专利技术中指的是砂子的温度；
[0013]S4：根据所述步骤S3中确定的试验参数矩阵进行试验；
[0014]S5：试验结果评价。
[0015]在一个可能的实施例中，在所述步骤S1中，所述试验件100为片状试验件。
[0016]在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，根据直升机旋翼桨叶在旋转状态与砂石发生碰撞的角度，通过调整所述试验台210与水平面之间的角度调整所述吹砂角度，所述吹砂角度选取30
°
、45
°
、60
°
、90
°
中的一种或多种。
[0017]在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，根据直升机旋翼桨叶服役过程旋翼的旋转速度，桨叶的长度，计算桨叶前缘的相对线速度，所述吹砂速度选取30m/s、80m/s、130m/s、180m/s、220m/s中的一种或多种。
[0018]在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，结合我国及世界砂尘类型，选取两种尺寸分布的砂石中的一种或多钟：a.仿阿富地区砂：尺寸分布45μm-250μm，＜100μm约占75％；b.普通石英砂：0-149μm约为5％，149-600μm约为90％；600μm以上大于5％。
[0019]在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，温度越高，砂蚀现象越显著，根据全球气候状态，选取5℃、25℃、50℃进行考核试验。
[0020]在一个可能的实施例中，在所述步骤S4中，每种吹砂角度、吹砂速度、砂子类型、试验温度试验条件下选取3个或以上试验件进行平行试验。
[0021]在一个可能的实施例中，在所述步骤S5中，根据所述试验件(100)表面被侵蚀的凹坑的宽度和深度进行受侵蚀等级评定。
[0022]本专利技术根据直升机旋翼桨叶实际服役状态所面临的环境条件设计了桨叶前缘防护材料的考核试验矩阵，可用于飞行状态下旋翼桨叶防护材料砂蚀性能考核，可达到现有方法无法达到的效果。
[0023]1)设计了30m/s～220m/s区间的吹砂速度，涵盖直升机飞行时桨根到桨尖前缘的相对线速度；
[0024]2)设计了30
°
、45
°
、60
°
、90
°
四个吹砂作用角度，考核砂子与桨叶相互作用最严峻的角度；
[0025]3)设计了两种石英砂：仿阿富汗战场地区砂全球状况恶劣的砂石环境地区及普通地区的石英砂进行考核；
[0026]4)设计了5℃、25℃、50℃直升机可能的服役典型环境温度进行考核。
[0027]本专利技术的有益效果：本项专利技术提出了一种可用于评价直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能的评定方法，本专利技术创建基于直升机旋翼桨叶实际的服役状态，设计了试验矩阵对防护材料进行耐砂蚀性能考核，创新基于设计了不同吹砂角度、吹砂速度、试验环境温度、砂子类型等全面并具有代表性的考核条件，可用于考核直升机旋翼桨叶防护材料在飞行状态下的耐砂蚀性能，实现目前现有传统方法无法达到的效果，考核结果能对桨叶防护材料的实际使用寿命预测进行重要支撑，填补了国内空白。
附图说明
[0028]图1是本专利技术试验装置200结构示意图
[0029]图2是本专利技术方法流程图
[0030]其中：
[0031]100-试验件；200-试验装置；210-试验台架；220-给料室；230-混合室；240-送气室；250-粒料室；221-石英喷管；
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术方法流程图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]如图2所示，一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
[0034]S1：制作旋翼桨叶防护材料试验件100；在所述步骤S1中，所述试验件100为片状试验件；
[0035]S2：设计试验装置200，安装所述试验件100；如图1所示，所述试验装置200包括试验台210、给料室220、混合室230、送气室240、粒料室25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：制作旋翼桨叶防护材料试验件(100)；S2：设计试验装置(200)，安装所述试验件(100)；所述试验装置(200)包括试验台(210)、给料室(220)、混合室(230)、送气室(240)、粒料室(250)、环境试验箱(300)；所述试验台(210)用于放置所述试验件(100)，其内部安装有电机，可由电机驱动沿水平方向旋转一定角度；所述给料室(220)位于所述试验台(210)正上方，与所述混合室(230)相连通，所述粒料室(250)与所述送气室(240)分别向所述混合室(230)内输送沙粒与气体，由所述混合室(230)混合后，通过所述给料室(220)的石英喷管(221)向所述试验件(100)吹砂；所述环境试验箱(300)用于调节设定环境温度；S3：确定试验参数矩阵，所述试验参数包括吹砂角度、吹砂速度、砂子类型、试验温度；S4：根据所述步骤S3中确定的试验参数矩阵进行试验；S5：试验结果评价。2.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述试验件(100)为片状试验件。3.根据权利要求1所述的一种直升机旋翼桨叶防护材料耐砂蚀性能评价方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过调整所述试验台(210)与水平面之间的角度以调整所述吹砂角度，所述吹砂角度选取30

【专利技术属性】
技术研发人员：龚情，郑林峰，朱怡超，黄遥，黄建萍，范金娟，谌广昌，陈忱，何志平，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：