HM119低密度密封劑在直升機上的工程應用研究與分析

陳 忱，曹瑤琴，宋英紅，肖 煒

(1．中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001;2．北京航空材料研究院，北京 100095)

HM119低密度密封劑在直升機上的工程應用研究與分析

陳 忱1，曹瑤琴1，宋英紅2，肖 煒1

(1．中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333001;2．北京航空材料研究院，北京 100095)

概述了HM119低密度密封劑取代HM109－1密封劑作為直升機機體結構裝配用密封劑的可行性試驗設計及其試驗結構，為HM119密封劑在直升機型號中的應用提供了依據。

HM119;HM109－1;直升機;工程化應用

0 引言

直升機在服役過程中，要遭受鹽霧、濕熱、光照、化學污染、高低溫等有害環境因素的侵蝕作用，嚴酷環境下的腐蝕損傷成為了直升機結構的主要損傷形式之一［1，2］。密封劑能夠有效提升直升機在復雜環境下的抗腐蝕性能［3］。隨著國內直升機結構設計技術和航空工業工藝水平的提高，直升機結構對密封劑的耐高溫、耐水、耐航空煤油等介質的性能以及耐老化的性能提出了越來越高的要求［4］。

目前直升機中成熟應用的密封劑為HM109－1，單架直升機密封劑使用量達到10kg。該密封劑為第三代密封劑，相比直升機早期使用的XM－28、HM105密封劑，在施工工藝復雜程度、耐環境性能等方面均有一定程度的提升。但是該密封劑粘度較高，僅能通過注膠槍或刮刀進行施工，對施工工藝要求較高，施工后不易對密封劑進行整形，且該密封劑密度等級為1．65g/cm3，而國外型號成熟應用的密封劑的密度一般為1．35g/cm3的，因此其工藝性及密度已日漸不能滿足直升機型號發展的要求。因此提升密封劑的工藝性能及降低密度是非常必要的。為確定低密度密封劑HM119能否替代目前使用的HM109－1，本文結合直升機的實際使用環境和要求，進行大量的試驗研究和對比分析，給出了HM119密封劑的應用結論。

1 試驗

1．1 HM119密封劑物理性能試驗

密封劑的物理性能直接決定了其工藝性能的優劣，因此，需要對HM119密封劑的物理性能進行考核，且對比其與目前直升機中成熟應用的HM109－1密封劑的性能差異。試驗內容主要包括對HM119和HM109－1密封劑密度、活性期、不粘期、基膏粘度的測試，測試其物理性能。

1．2 HM119密封劑力學性能試驗

為考察HM119密封劑的力學性能是否滿足直升機的使用要求，以及與HM109－1密封劑的性能差異，對HM119和 HM109－1密封劑常溫拉伸性能、常溫剝離性能及8種環境下的拉伸性能進行試驗，測試力學性能及在不同環境下的穩定性。

1．3 HM119密封劑與直升機用底材料的粘結性能試驗

在直升機設計、制造過程中，密封劑主要用于機體的連接件密封、貼合面密封、填角密封等防腐蝕密封，主要與直升機結構用材、介質相接觸。而鑒于直升機高振動的特點，如果HM119與直升機出現不相容的情況，會造成密封劑與粘結處極易脫落或剝離，失去原有的密封作用。因此，為保證HM119在直升機中的良好應用，對HM119與直升機用材的粘結性能進行了試驗考核。主要試驗內容包括HM119與直升機典型基材的剝離強度及在經60℃ ×7d耐3號噴氣燃料和3%氯化鈉水溶液雙層液后的剝離強度。

2 試驗結果及分析

2．1 HM119密封劑物理性能試驗結果及分析

表1為HM119及HM109密封劑的物理測試結果。從表1中可以看出，相同活性期的HM119－B與HM109－1相比，密度下降達了17%，單架機減重可達1．5kg以上;此外二者活性期和不粘期相當，但HM119密封劑的粘度較HM109－1大幅降低，粘度低可以更方便工廠進行施工，保證貼合面部位密封劑一定的厚度，避免粘度過高引起厚度過厚而帶來的裝配超差問題，也可避免粘度過低、貼合面膠層過薄帶來的密封隱患，因此，HM119較好地解決了HM109－1密封劑因粘度過高導致工藝性能較差的問題。

表1 HM119密封劑與HM109－1密封劑物理性能對比

2．2 HM119密封劑力學性能試驗結果及分析

表2為HM119及HM109密封劑的力學測試結果，從表2中可以看出，HM119經耐油、熱空氣以及煤油熱空氣綜合老化等環境試驗后的拉伸強度、斷裂伸長率等性能的下降比例均低于HM109－1，說明HM119相比HM109－1具有更優異的穩定性及耐老化性能，對使用過程中的各種復雜環境的適應性更強。

表2 HM119密封劑與HM109－1密封劑力學性能對比

續表2

2．3 HM119密封劑與直升機用材的粘結性能

HM119與直升機用材的常溫粘結性能見表3。

表3 HM119與直升機用材的常溫粘結性能

由表3可見，在常溫下HM119與直升機結構用金屬材料、復合材料、底漆、面漆的剝離強度均遠大于指標值，說明低密度密封劑與直升機的相容性較好，在試驗中均未出現界面破壞。

HM119與直升機用材的在60℃耐雙層液后的粘結性能見表4。

表4 HM119與直升機用材的在60℃耐雙層液后的粘結性能

由表4可見，在60℃ ×7d耐雙層液浸泡后，HM119與直升機結構用金屬材料、復合材料、底漆、面漆的剝離強度均遠大于指標值，且內聚破壞率也均為100%，說明該密封膠在多種環境下能夠對直升機進行良好密封，滿足直升機的使用需求。

3 結論

根據以上分析結果可以看出，低密度密封劑HM119密度相比HM109－1低，且其工藝性能、耐油、耐熱空氣、以及耐煤油熱空氣綜合老化性能要優于HM109－1，與基體結構的相容性良好，可滿足直升機對密封劑的技術要求。某直升機上使用HM119密封劑取代 HM109－1密封劑，解決了HM109－1密封劑由于基膏粘度大導致的工藝性能差的問題，且對型號具有減重效益，因此，HM119密封劑的應用是可行和必要的，且應用范圍可以進一步推廣。

［1］ 陳躍良，于繼真．某型飛機結構腐蝕失效分析［J］．飛機設計，2002，(3):12－15．

［2］ 劉文珽，李玉海，陳群志，等．飛機結構腐蝕部位涂層加速試驗環境譜研究［J］．北京航空航天大學學報，2002，28(1):109－112．

［3］ 王春暉，藍啟城，何衛平，等．典型連接件防腐密封劑在加速環境下的失效分析［J］．裝備環境工程，2013，10(3):47－50．

［4］ 曹壽德，黃梅星．航空密封劑性能及水平設置估價的探討［J］．航空材料學報，2006，26(3)．

Engineering Application Research and Analysis of Low Density Sealant－HM109 Used in Helicopter

CHEN Chen1，CAO Yaoqin1，SONG Yinghong2，XIAO Wei1
(1．China Helicopter Research and Development Institute，Jingdezhen 333001，China; 2．Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China)

This paper presented an overview on feasible experiment designs and experimental modes of low density sealant－HM109 replaces HM109－1 which has been used in helicopter when assemble the parts．Thus，provided a theoretical basis for the application of HM －109 in helicopter modes．

HM109;HM109－1;helicopter;engineering application

V255+．4

A

1673-1220(2017)02-047-03

2016－10－11

陳 忱(1989－)，男，江西九江人，碩士，工程師;主要研究方向:金屬材料應用研究。