知識科普:小型飛機蒙布工藝基本技能

輕航之家 發佈 2020-06-11T05:01:13+00:00

飛機蒙布工藝和產品源於POLY-FIBER公司,該公司生產使用在飛機上的織物和塗料,並且滿足FAA標準,獲得了STC證書,其相關的產品獲得了FAA頒發的合格證書。

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飛機蒙布工藝和產品源於POLY-FIBER公司,該公司生產使用在飛機上的織物和塗料,並且滿足FAA標準,獲得了STC(型號補充合格證)證書,其相關的產品獲得了FAA頒發的合格證書。

早期的一些TC(型號合格證)類量產飛機上有大量使用蒙布的經驗,伴隨著飛機技術的發展和更高速度的要求,蒙布工藝逐步被金屬蒙皮工藝所取代。

蒙布工藝目前大多使用在實驗類飛機上,如萊特兄弟樣機KITFOX就使用了蒙布工藝建造,該工藝相對簡單,非常適合個人建造者和飛行愛好者學習並使用。

* 該文章基於已經成熟的產品解決方案編寫,萊特兄弟公司蒙布及化工塗料是國內目前唯一本地化生產的產品,可以作為POLY公司同類產品的可選替代方案。

* 本文涵蓋了蒙布工藝的細枝末節,初學者一定要逐項認真閱讀,仔細理解。

* 如果施工過程中有任何的疑問,請萊特兄弟技術團隊共同探討。

一 萊特兄弟產品套裝

1.1 蒙布粘接施工

使用萊特兄弟推薦的達克隆布料和威寶膠水、縫線及完工膠帶,按照萊特兄弟提供的工藝訓練方法和資料完成蒙布粘接施工。

1.2 蒙布底塗施工

使用威寶填縫劑在蒙布表面刷塗,塗料可以浸入纖維,使纖維膠化成型,後鋪設完工膠帶。為防止填縫劑在施工中乾結,需要加入稀釋劑進行調薄。

1.3 蒙布底漆施工

使用威寶UV漆,可以保護蒙布,延緩因為長期日曬造成的纖維破壞,延長蒙布使用壽命至10年左右。施工過程中為防止漆料乾結,需要使用與其匹配的稀釋劑。

1.4 蒙布面漆施工

為了使得機身外表具備琺瑯光澤,需要使用新勁專用柔性面漆、催化劑和稀釋劑進行標準施工。


二 熱縮蒙布系統基本工序

2.1 蒙布

蒙布作用是保持鋼管蒙布飛機的美觀與設計氣動外形,其蒙布構建系統原理包含聚酯纖維布熱張緊,塗填充劑,噴防紫外線漆,噴柔性面漆等施工工藝。

把布料平鋪並用報紙夾固定在骨架上,使用鋸齒剪刀裁剪多餘的布料,逐步掀起布料,使用1寸的小毛刷,把膠水塗在骨架和要粘結的布料上,塗完後使用夾子把布料粘結固定在骨架上。

2.2 燙膠

根據手冊首先設定熨斗溫度值。使用熨斗透過布料把骨架上的膠水燙實,熨斗的大小根據燙的面積來選擇,熨斗的溫度設定為93-107C(200-225F)用來燙平膠水和布料的褶皺,熨燙時間根據表面的平整度來確定。

2.3 熱縮

調整熨斗的溫度(使用電子式溫度計量熨斗底面的溫度值),第一遍熨燙以121C(250F)度均勻熨燙布料的表面,平整接縫處的褶皺。第二遍以176C(350F)度均勻熨燙布料表面,使布料熱縮繃緊。

* 注意:溫度值不要超過176C(350F),超過此溫度後將造成布料鬆弛且永久無法恢復繃緊狀態。

2.4 縫線

因為擔心飛機飛行速度過高,氣流造成震動,使布料脫離骨架,因此需要縫線來固定布料。縫線用的針有長短,需要根據縫線的位置來選擇,縫線打結有專門的手法,根據手冊提供的資料進行練習,如果縫線處的骨架太小,需要加貼布條以後再縫線。

2.5 貼完工帶

厚度與飛機蒙布的厚度一致,寬度可根據翼肋或者骨架的寬度來確定,通常採用2英寸寬。布料繃緊後,縫線處,在縫線外,骨架外,翼肋外貼上完工帶,可以將縫線的線頭覆蓋,以及在後期打磨上漆時不會把蒙布磨破,完工帶使用膠水來黏貼。

2.6 做填縫劑

使用3-5寸寬的毛刷來刷塗,稀釋劑65-75可以加入30%到60%,刷完干透後,以200-400目的水砂紙研磨表面,把之前遺留的漆痕和膠水痕跡磨平,不要把貼在骨架上的布料磨破。研磨平整後,用水清洗乾淨,然後使用噴槍重複至少3次交叉噴塗至布紋填平填滿。

2.7 做UV抗紫外線漆

以噴塗的方式施工,乾燥後使用水磨,此步驟至少執行3遍,直至漆料均勻附著在蒙布表面。

2.8 做面漆

以噴塗的方式施工,無塵噴漆房的效果最佳,噴漆後24個小時,再做塗裝的線條圖案。

三 熱縮蒙布系統施工步驟

3.1 機翼施工步驟

3.1.1

處理好蒙布與金屬、木料、複合材料相接觸的所有表面,保持弧度平滑、沒有尖銳稜角或沙粒狀突起,按需拿原子灰填充或者砂紙打磨。

3.1.2

金屬邊緣、尖角部分可以用不粘膠帶來保護。使用不粘膠帶要適量,不得影響到蒙布與其表面的粘結力。

3.1.3

將三份威寶填縫劑與一份稀釋劑混合,充分攪拌調勻。

3.1.4

在所有蒙布可能粘合到的金屬、木材、複合材料表面十字交叉刷兩層威寶填縫劑,這兩層乾燥後可以作為「基床」,來降低發生蒙布「空洞」的可能性。

3.1.5

乾燥15分鐘。

3.1.6

用粉筆畫線盒在機翼前緣畫三條線作為蒙布接縫標記,前緣中間一條,偏上1英寸一條,偏下1英寸一條,這樣蒙布可以重疊2英寸左右。

* 註:蒙布沒有正反面、紋路方向之分。

* 註:蒙布標記只能使用鉛筆和粉筆畫線盒,任何鋼筆、標記筆等均會留下印記並無法通過面漆覆蓋。

3.1.7

鋪設機翼下表面,前緣跨過中間一條線,以偏上線為準畫線、切邊。

3.1.8

後緣、翼尖和翼根留足餘量,並用夾子固定。

3.1.9

從翼根開始,刷塗威寶膠水,覆蓋前述三條畫線構成的2英寸寬頻狀區域。

3.1.10

趁威寶膠水濕潤時,對著邊緣將蒙布覆蓋上去,並使之儘可能平展。

3.1.11

乾燥15分鐘。

3.1.12

將蒙布拉向後緣使之平展,保持至少6英寸的餘量畫線、切邊。

3.1.13

先把後緣下部粘接好。

3.1.14

使用熨斗加熱至225℉(107℃),將後緣下部的蒙布熨翻邊到上部,使蒙布儘量貼合上部。

3.1.15

將後緣上部粘接好,並切邊。

3.1.16

對於翼根和翼尖的曲面,使用熨斗加熱至225℉(107℃),拽住蒙布邊並慢慢熨,最後貼合接觸面。

3.1.17

熨出滿意的貼合形狀後,使用同樣辦法將其他粘接好。

3.1.18

對於襟翼和副翼在機翼上的直角安裝缺口,把蒙布剪一個45度缺口來貼合,然後用熨斗熨燙貼合,並考慮好如何重疊。

3.1.19

所有粘膠區域,使用熨斗加熱至225℉(107℃),熨平所有的皺紋。

* 注意:鋪設另一面意味著封閉機翼,要仔細檢查遺留工作,需要預裝的部件,或者內部加強片。

3.1.20

鋪設機翼上表面,用夾子夾住,翼根和翼尖留足餘量。

3.1.21

對著前述畫線粘接前緣,保證與下蒙布有2英寸重疊。

3.1.22

與前述步驟相同粘接後緣,保證與下蒙布有1英寸重疊。

3.1.23

與前述步驟相同粘接翼根和翼尖,保證與下蒙布有1英寸重疊。

3.1.24

使用熨斗加熱至250℉(120℃),從機翼兩端向中間開始熨表面產生預張力,可以去除較大的皺紋。

3.1.25

使用熨斗加熱至250℉(120℃),熨機翼的另外一面(通常是先上後下)。

3.1.26

使用熨斗加熱至350℉(180℃)最終張緊溫度,熨整個機翼表面到峰值張力。為保證全部熨到,需要熨兩遍。

* 注意:所有粘膠區域不得超過250℉(120℃),過熱將使膠軟化並脫開。

* 注意:請參考機型手冊,最終張緊溫度因結構強度不同而會有差異,請按需標定熨斗。

* 注意:只能使用熨斗而不能使用熱噴槍張緊蒙布,因為熱噴槍的溫度無法掌握。

* 注意:後續的威寶填縫劑和威寶UV防紫外漆不會使蒙布更張緊,這一點與棉蒙布不同。

* 注意:張緊度與熨斗溫度有關,與其在蒙布上的停留時間無關。

* 注意:如果是超輕或者較輕試驗類航空器,使用熨斗250℉(120℃)觀察結構發生的變化,再調定到300℉(150℃)觀察結構發生的變化。儘量獲得最大的張力,如果止於250℉(120℃)到300℉(150℃)也沒關係,畢竟沒有太大的氣動力。

3.1.27

用丁酮或者稀釋劑擦洗蒙布表面,但不要把液體滲入到已經塗膠水的部分。

3.1.28

擦洗過後,用麂皮布去除任何灰塵或者線頭。

3.1.29

在大面積和結構接觸表面刷塗威寶填縫劑。

* 注意:執行前文所述的3:1調配比例,並且需要充分攪拌調勻。

3.1.30

乾燥15分鐘後,刷塗機翼另一面。

3.1.31

翼肋縫線。

* 注意:根據手冊確定縫線間隔,正常情況下,輕型飛機的縫線間距,對於螺旋槳吹拂區域是2.5英寸,非吹拂區域是3.5英寸,為整潔美觀,可以統一採用2.5英寸的間距。

3.1.32

用乾淨抹布沾上稀釋劑擦掉多餘的縫線蠟,並用威寶填縫劑將所有加強帶區域塗抹至粉色,需要至少三遍。

3.1.33

檢查口加強製作。

將檢查口保持環用威寶膠水粘接到位;

製作圓形蒙布補片,用薄蒙布張緊到250℉(120℃),並用鋸齒剪刀剪出6.5英寸的圓形;

將圓形補片用威寶填縫劑粘接到位並排出氣泡;

待乾燥後再刷一遍威寶填縫劑。

3.1.34

完工帶施工。

所有蒙布與結構接觸的面都要粘接完工帶,完工帶是提前預製好的蒙布;

先將所有粘接完工帶的位置用鉛筆畫線,至少要超出接觸邊緣的3/8英寸邊距。畫線之間就是粘接區域,必須先用威寶填縫劑刷塗至少兩遍,這樣可以有效避免乾燥後發生「氣泡」;

修剪完工帶至前緣接縫處,並按先縱向再橫向的順序用威寶填縫劑粘接,先底面刷一層,鋪設完工帶後再刷一層。動作要快,在威寶填縫劑乾燥之前刷子要脫離表面以免留下刷痕;

* 注意:完工帶可以一根翼肋一整條,也可以分兩條,分上下兩條在前緣會多一條接縫,這個接縫在前緣完工帶粘接後就看不出來了。

3.1.35

縱向的完工帶粘接完,再粘接橫向的長完工帶(前緣、後緣、翼梁)。

3.1.36

最後,用225℉(107℃)至250℉(120℃)的溫度熨平所有的不滿意的表面。此時還不能使用砂紙。

* 注意:不建議第一層威寶填縫劑採用噴塗方式,某些區域填充不夠將導致「氣泡」。第一層填縫劑完成後,後面兩層的施工建議使用噴槍來施工,可以更加均勻。

3.2 副翼和尾部舵面的施工

3.2.1

副翼和尾部舵面因面積較小,一般都可以像包書皮一樣鋪設蒙布。

3.2.2

鉸鏈的位置一般都是直線,以鉸鏈的位置為中心點將蒙布包裹兩側,在鉸鏈處做小的切口套入蒙布。

3.2.3

在另一側的鋼管用225℉(107℃)將蒙布熨出貼合曲線,蒙布儘量裹覆鋼管。用威寶膠水粘接,待乾燥後用丁酮清理表面的膠並用250℉(120℃)熨平。

3.2.4

再將另一側蒙布熨出貼合曲線,按需用剪刀裁剪。

* 注意:不要使用劃刀,極易損傷其他的蒙布。

3.2.5

用威寶膠水粘接,待乾燥後用丁酮清理表面的膠。

3.2.6

在接縫處粘接3英寸完工帶。

3.2.7

噴塗施工部分重複3.1中相關的工序即可。

3.3 機身蒙布施工

3.3.1

機身的施工步驟與3.1中機翼的施工標準一致。

四 熱縮蒙布系統施工答疑

4.1 施工需要什麼環境?

不要在陽光直射下噴塗!陽光將提高表面溫度使之乾燥過快。

不要在風中噴塗!風中的灰塵很多,且使表面過冷。

不要在溫度超過35℃或高濕度環境下噴塗!

需要在滿足排氣標準的汽車噴漆間中執行噴塗工作!

4.2 如何避免「棉花糖」現象?

噴塗表面像「棉花糖」般粗糙和乾燥,是因為過熱或者稀釋不足造成在噴至表面時威寶填縫劑已經乾燥。可以通過增加稀釋比重或者加長噴槍氣管的方式進行冷卻。

4.3 如何避免「氣泡」現象?

威寶填縫劑使用不充足或者在太陽直射下噴塗都會造成氣泡,應該避免這些造成氣泡產生的因素。

4.4 如何判斷威寶UV防紫外線漆使用充分?

威寶UV防紫外線漆當中充滿了鋁粉,噴塗在表面將用機械方式阻擋住光線包括紫外線的進入,通過手持60瓦燈泡的照射可以很簡便的檢查燈光是否被阻擋,以顯示塗層是否足夠。如果塗層足夠,噴塗面不會產生透光現象。

4.5 一般需要噴塗幾層填縫劑和UV防紫外線漆?

威寶填縫劑與稀釋劑的混合比例為3:1,第一層通過刷塗完成,第二層通過噴塗完成,蒙布表面事實會覆蓋2遍填縫劑。

威寶UV防紫外線漆與稀釋劑的混合比例為4:1,需要十字交叉式完成3次噴塗,事實上會在蒙布上覆蓋6遍UV防紫外線漆。

* 注意:稀釋劑可以在漆料店購買木製漆稀釋劑。

4.6 蒙布表面是否允許打磨?

在填縫劑和UV防紫外線漆的施工過程中,每一道工序完成後都要乾燥後執行下一道工序,乾燥的表面使用320號或者400號砂紙蘸水打磨,並用海綿吸走表面液體。使用C2210清潔劑徹底清潔打磨表面。

砂紙打磨的區域只限於大的面積或者鋸齒邊,不得打磨縫線、鉚釘頭、小突起等位置。這些位置用砂紙可以輕易磨穿。

最後一層UV防紫外線漆的交叉噴塗完成後,這一層要儘量光滑,不要再進行任何打磨。

五 熱縮蒙布系統施工圖示

來源:萊特兄弟

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