HM119低密度密封剂在直升机上的工程应用研究与分析

陈 忱，曹瑶琴，宋英红，肖 炜

(1．中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001;2．北京航空材料研究院，北京 100095)

HM119低密度密封剂在直升机上的工程应用研究与分析

陈 忱1，曹瑶琴1，宋英红2，肖 炜1

(1．中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001;2．北京航空材料研究院，北京 100095)

概述了HM119低密度密封剂取代HM109－1密封剂作为直升机机体结构装配用密封剂的可行性试验设计及其试验结构，为HM119密封剂在直升机型号中的应用提供了依据。

HM119;HM109－1;直升机;工程化应用

0 引言

直升机在服役过程中，要遭受盐雾、湿热、光照、化学污染、高低温等有害环境因素的侵蚀作用，严酷环境下的腐蚀损伤成为了直升机结构的主要损伤形式之一［1，2］。密封剂能够有效提升直升机在复杂环境下的抗腐蚀性能［3］。随着国内直升机结构设计技术和航空工业工艺水平的提高，直升机结构对密封剂的耐高温、耐水、耐航空煤油等介质的性能以及耐老化的性能提出了越来越高的要求［4］。

目前直升机中成熟应用的密封剂为HM109－1，单架直升机密封剂使用量达到10kg。该密封剂为第三代密封剂，相比直升机早期使用的XM－28、HM105密封剂，在施工工艺复杂程度、耐环境性能等方面均有一定程度的提升。但是该密封剂粘度较高，仅能通过注胶枪或刮刀进行施工，对施工工艺要求较高，施工后不易对密封剂进行整形，且该密封剂密度等级为1．65g/cm3，而国外型号成熟应用的密封剂的密度一般为1．35g/cm3的，因此其工艺性及密度已日渐不能满足直升机型号发展的要求。因此提升密封剂的工艺性能及降低密度是非常必要的。为确定低密度密封剂HM119能否替代目前使用的HM109－1，本文结合直升机的实际使用环境和要求，进行大量的试验研究和对比分析，给出了HM119密封剂的应用结论。

1 试验

1．1 HM119密封剂物理性能试验

密封剂的物理性能直接决定了其工艺性能的优劣，因此，需要对HM119密封剂的物理性能进行考核，且对比其与目前直升机中成熟应用的HM109－1密封剂的性能差异。试验内容主要包括对HM119和HM109－1密封剂密度、活性期、不粘期、基膏粘度的测试，测试其物理性能。

1．2 HM119密封剂力学性能试验

为考察HM119密封剂的力学性能是否满足直升机的使用要求，以及与HM109－1密封剂的性能差异，对HM119和 HM109－1密封剂常温拉伸性能、常温剥离性能及8种环境下的拉伸性能进行试验，测试力学性能及在不同环境下的稳定性。

1．3 HM119密封剂与直升机用底材料的粘结性能试验

在直升机设计、制造过程中，密封剂主要用于机体的连接件密封、贴合面密封、填角密封等防腐蚀密封，主要与直升机结构用材、介质相接触。而鉴于直升机高振动的特点，如果HM119与直升机出现不相容的情况，会造成密封剂与粘结处极易脱落或剥离，失去原有的密封作用。因此，为保证HM119在直升机中的良好应用，对HM119与直升机用材的粘结性能进行了试验考核。主要试验内容包括HM119与直升机典型基材的剥离强度及在经60℃ ×7d耐3号喷气燃料和3%氯化钠水溶液双层液后的剥离强度。

2 试验结果及分析

2．1 HM119密封剂物理性能试验结果及分析

表1为HM119及HM109密封剂的物理测试结果。从表1中可以看出，相同活性期的HM119－B与HM109－1相比，密度下降达了17%，单架机减重可达1．5kg以上;此外二者活性期和不粘期相当，但HM119密封剂的粘度较HM109－1大幅降低，粘度低可以更方便工厂进行施工，保证贴合面部位密封剂一定的厚度，避免粘度过高引起厚度过厚而带来的装配超差问题，也可避免粘度过低、贴合面胶层过薄带来的密封隐患，因此，HM119较好地解决了HM109－1密封剂因粘度过高导致工艺性能较差的问题。

表1 HM119密封剂与HM109－1密封剂物理性能对比

2．2 HM119密封剂力学性能试验结果及分析

表2为HM119及HM109密封剂的力学测试结果，从表2中可以看出，HM119经耐油、热空气以及煤油热空气综合老化等环境试验后的拉伸强度、断裂伸长率等性能的下降比例均低于HM109－1，说明HM119相比HM109－1具有更优异的稳定性及耐老化性能，对使用过程中的各种复杂环境的适应性更强。

表2 HM119密封剂与HM109－1密封剂力学性能对比

续表2

2．3 HM119密封剂与直升机用材的粘结性能

HM119与直升机用材的常温粘结性能见表3。

表3 HM119与直升机用材的常温粘结性能

由表3可见，在常温下HM119与直升机结构用金属材料、复合材料、底漆、面漆的剥离强度均远大于指标值，说明低密度密封剂与直升机的相容性较好，在试验中均未出现界面破坏。

HM119与直升机用材的在60℃耐双层液后的粘结性能见表4。

表4 HM119与直升机用材的在60℃耐双层液后的粘结性能

由表4可见，在60℃ ×7d耐双层液浸泡后，HM119与直升机结构用金属材料、复合材料、底漆、面漆的剥离强度均远大于指标值，且内聚破坏率也均为100%，说明该密封胶在多种环境下能够对直升机进行良好密封，满足直升机的使用需求。

3 结论

根据以上分析结果可以看出，低密度密封剂HM119密度相比HM109－1低，且其工艺性能、耐油、耐热空气、以及耐煤油热空气综合老化性能要优于HM109－1，与基体结构的相容性良好，可满足直升机对密封剂的技术要求。某直升机上使用HM119密封剂取代 HM109－1密封剂，解决了HM109－1密封剂由于基膏粘度大导致的工艺性能差的问题，且对型号具有减重效益，因此，HM119密封剂的应用是可行和必要的，且应用范围可以进一步推广。

［1］ 陈跃良，于继真．某型飞机结构腐蚀失效分析［J］．飞机设计，2002，(3):12－15．

［2］ 刘文珽，李玉海，陈群志，等．飞机结构腐蚀部位涂层加速试验环境谱研究［J］．北京航空航天大学学报，2002，28(1):109－112．

［3］ 王春晖，蓝启城，何卫平，等．典型连接件防腐密封剂在加速环境下的失效分析［J］．装备环境工程，2013，10(3):47－50．

［4］ 曹寿德，黄梅星．航空密封剂性能及水平设置估价的探讨［J］．航空材料学报，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

陈 忱(1989－)，男，江西九江人，硕士，工程师;主要研究方向:金属材料应用研究。