復合材料槳葉壓力機

直8機復合材料槳葉

復合材料槳葉研制團隊成員研討問題

復合材料槳葉制造是一種集機加、鈑金、表面處理、鉚接裝配、膠接裝配、復合材料成型、靜動平衡等多學科為一體的高技術含量復雜成型工藝。為解決復合材料槳葉制造過程中的難題，中航工業昌飛工程技術部復合材料槳葉研制團隊成員面對技術經驗匱乏的現狀，從零開始，充分借鑒國內外廠家的先進經驗，開展了大量的工藝探索，成功突破了槳葉配套零件定位、泡沫芯過盈量控制、成型壓力和固化參數控制等諸多技術難題，成功研制出亞洲最大的復合材料槳葉。

高標準，為槳葉試制奠定基礎

2005年，中航工業昌飛復合材料槳葉研制團隊成立，團隊成員主要由工程技術部、復合材料加工中心的專業人員組成。

直8型機大型復合材料槳葉是我國首次研制的國內乃至全亞洲最大的復材槳葉，完全由國內自主設計與制造，其研制技術起點高，跨度大。在一無資料，二無經驗的基礎上，團隊首次承擔制造工作，其難度可想而知。

直8大型復合材料主槳葉，其長度為8.5米，扭角變化大，這些特點造成了成型模壓系統上模跨度大、模具厚度變化大等問題，這樣的模具同步運動、溫度均勻性很難保證。再加上零件為細長結構，模具與零件膨脹系數差異較大，從成型溫度到室溫的變化過程中，槳葉與模具伸長率不一樣，這樣會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量的關鍵因素，除了要保證型面的結構精度，解決模具材料與復合材料熱膨脹匹配的問題，還要充分計算和分析模具油道的布置，以達到嚴格的溫度均勻性要求。通過一次次對模具設計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不一致的技術難題，為槳葉試制奠定了基礎。

嚴要求，保證槳葉安全運行

槳葉的成型過程需要加溫和加壓，且需要嚴格控制技術參數，此外還需要實現模具開合模及運動機構同步，可國內尚沒有該類設備制造的先例或者經驗。為了充分滿足槳葉研制需求，工藝人員借鑒國外先進技術經驗，設計制造了大型槳葉模壓系統，成功實現了開合模、槳葉鋪覆和模壓成型等全部工藝過程操作和控制，保證了復合材料槳葉的成型質量。

直8型機主槳葉由于采用了PMI泡沫芯作為填充材料，具有復雜的變截面結構外形，如何確定泡沫芯的過盈量以保證在共固化成型時提供均勻、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難題。為打倒這個攔路虎，團隊成員進行了大量的試驗，終于得出了不同密度和厚度泡沫芯的過盈量規律。由于泡沫芯面復雜，精度要求高，工藝人員采用了數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。

槳葉包鐵的膠接質量是影響飛行安全、槳葉壽命的關鍵要素，在飛行過程中復合材料槳葉轉速和振動很大，導致前緣膠接件工作環境非常惡劣。為提高前緣膠接件的膠接質量，保證直升機出勤率和飛行安全，工藝人員又開展了包鐵膠接質量改進的專項攻關工作，總結出一套行之有效的膠接質量控制方法，徹底解決了包鐵開膠的問題。

復合材料槳葉與傳統金屬槳葉相比，疲勞壽命由金屬槳葉的1600小時提高到復合材料槳葉的6000小時以上或無限壽命，大幅減少了后期的使用、維護成本，減少了制造周期，提高了產品可靠性，提升了旋翼整體性能。

奠定基礎，道路越走越寬廣

直8型機復合材料主槳葉是國內首片自主創新研制的復合材料槳葉，通過中航工業昌飛工程技術部復合材料槳葉研制團隊全體成員的自主創新和技術攻關，突破和掌握了大型復合材料槳葉研制的關鍵核心技術，提升了企業核心競爭力。

昌飛的復合材料主槳葉技術目前已推廣到直11型機等多型直升機的應用，并成功應用于AC311和AC313民機。復合材料槳葉研制為后續大型除冰復合材料槳葉，以至其它機型復合材料槳葉的研制奠定了良好的技術基礎，推進了昌飛公司槳葉研制多元化的進程。

大型復合材料槳葉的研制成功，是昌飛公司在旋翼制造領域內的一項技術突破，目前大型復合材料槳葉已在多型號直升機上裝機應用，并達到了批產狀態。（李蓉）