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機艙結構的修復熱保護的方法與流程

文檔序號:29806910發(fā)布日期:2022-04-23 22:42閱讀:261來源:國知局
機艙結構的修復熱保護的方法與流程

1.本發(fā)明涉及一種用于修復覆蓋飛行器渦輪噴氣發(fā)動機的機艙結構的受損的熱保護的方法。
現(xiàn)有技術
2.飛行器渦輪噴氣發(fā)動機機艙的熱保護包括一種夾在兩個片材(也稱為“條帶”)之間的絕熱層。當觀察到對熱保護的損壞時,在再次使用渦輪噴氣發(fā)動機之前,必須先修復絕熱層。期望具有一種相對簡單且快速實施的修復解決方案,以便特別地在飛行器的中途停留期間能夠對熱保護進行修復,從而限制飛行器的停機時間。


技術實現(xiàn)要素:

3.本發(fā)明涉及一種用于修復覆蓋飛行器渦輪噴氣發(fā)動機的機艙結構的受損熱保護的方法,所述受損熱保護包括存在于第一片材和第二片材之間的絕熱層,所述第二片材定位在機艙結構的側面上,所述絕熱層和所述第一片材每個都具有一缺料區(qū)域,所述方法至少包括:
[0004]-這些狹槽被切割通過第一片材,第一片材的缺料區(qū)域存在于所述狹槽之間,
[0005]-將一修復絕熱層定位在絕熱層的缺料區(qū)域中,
[0006]-在定位所述修復絕熱層之后定位一修復片材,所述修復片材包括一中心部件和諸多橫向接片,在所述橫向接片上施加第一密封粘合劑,通過將橫向接片插入狹槽來定位所述修復片材,以便將其插入在絕熱層和第一片材之間并通過第一密封粘合劑將其固定到第一片材,在將橫向接片插入狹槽后,中心部件覆蓋修復絕熱層,以及
[0007]-將第二密封粘合劑沉積在因此定位的修復片材的輪廓上。
[0008]
本發(fā)明提出將修復絕熱層添加到該層的受損區(qū)域中,并用被添加到第一受損片材上的修復片材覆蓋該修復層。在本發(fā)明中,修復片材包括插入在絕熱層和第一片材之間并且通過第一密封粘合劑粘合到第一片材而被固定的接片。通過插入被插入和粘合的接片進行固定的該解決方案允許特別地在抗振動和流體密封性方面進行適配于發(fā)動機環(huán)境的修復,同時提供特別地不需要鉚接的簡單實施,也不需要特定的工具或供給。所提出的修復方案進一步具有無需將機艙或推進組件的全部或部分從飛行器的機翼拆卸即可實現(xiàn)的優(yōu)點,因此避免運輸至維修車間以及繁瑣的拆卸過程。該解決方案允許在飛行器的中途停留期間進行熱保護的修復,并且因此限制后者的停機時間。
[0009]
在一個示例性實施例中,修復片材具有形成橫向接片的切口。
[0010]
這種特性有利地允許進一步簡化實施該修復。
[0011]
作為變型,橫向接片可通過被添加到修復片材上的元件形成,例如焊接到修復片材上,并且不再通過切割修復片材。
[0012]
在一個示例性實施例中,修復片材包括存在于中心部件周圍的至少四個接片,這些接片的每個都插入在第一片材的不同狹槽中。
[0013]
在一個示例性實施例中,所述狹槽被切割通過所述第一片材,其中,一保護元件插入在一切割區(qū)域和絕熱層之間。
[0014]
在通過片材切割狹槽的過程中,這種特性允許避免了損壞絕熱層的任何風險,從而進一步提高了所進行的修復質(zhì)量。
[0015]
在一個示例性實施例中,第二片材還具有缺料區(qū)域,并且該方法進一步包括:
[0016]-在定位修復絕熱層之前,將第二修復片材定位在第二片材的缺料區(qū)域中并且將其固定到第二片材,一旦被定位,所述修復絕熱層覆蓋所述第二修復片材。
[0017]
這種特性對應于第二片材已被損壞并且也對第二片材進行修復的情況。
[0018]
在一個示例性實施例中,受損熱保護是受損的熱保護和防火保護,并且覆蓋飛行器渦輪噴氣發(fā)動機機艙的內(nèi)部固定結構。然而,本發(fā)明不限于修復這種類型的熱保護。事實上,作為變型,受損熱保護覆蓋飛行器渦輪噴氣發(fā)動機機艙的外部固定結構。
[0019]
為簡潔起見,術語“絕熱層”將在本說明書的其余部分用詞語“層”表示。
附圖說明
[0020]
圖1是一種飛行器推進組件的縱剖視圖。
[0021]
圖2的剖面示意性地和局部地示出了一種旨在通過實施根據(jù)本發(fā)明的一種示例性方法來修復的受損熱保護。
[0022]
圖3的剖面示意性地和局部地示出了這些狹槽被切割通過第一片材,其中,一保護元件插入在一切割區(qū)域和絕熱層之間。
[0023]
圖4的前視圖示出了第一片材的狹槽的可能結構。
[0024]
圖5的剖面示意性地和局部地示出了受損熱保護,其中,狹槽在第一片材的缺料區(qū)域的每一側上被切割通過第一片材。
[0025]
圖6的剖面示意性地和局部地示出了將修復層定位在該層的缺料區(qū)域中。
[0026]
圖7的照片示出了通過片材被切割掉的狹槽,其中,修復層被定位。
[0027]
圖8示出了用于在根據(jù)本發(fā)明的示例性方法中實施的示例性修復片材的制備。
[0028]
圖9示出了用于在根據(jù)本發(fā)明的示例性方法中實施的示例性修復片材。
[0029]
圖10的照片示出了修復片材的定位。
[0030]
圖11的剖面示意性地和局部地示出了在根據(jù)本發(fā)明的一種示例性方法的框架內(nèi),在定位修復片材后獲得的結構。
[0031]
圖12的前視圖示意性地和局部地示出了在根據(jù)本發(fā)明的一種示例性方法的框架內(nèi),在定位修復片材后獲得的結構。
[0032]
圖13示意性地和局部地示出了通過在通過實施根據(jù)本發(fā)明的一種示例性方法獲得的修復上沉積第二密封粘合劑而形成的密封。
[0033]
圖14的剖面示意性地和局部地示出了通過實施根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方法獲得的修復,在所述方法中,也已修復了第二片材。
具體實施方式
[0034]
圖1是飛行器推進組件1的縱剖面的視圖,該組件包括容納在機艙3中的至少一個渦輪噴氣發(fā)動機2。機艙3具有大致管狀的結構,其包括渦輪噴氣發(fā)動機2上游的進氣口10,
用于環(huán)繞渦輪噴氣發(fā)動機風扇的中間組件12,以及可集成推力反轉設備并用于環(huán)繞燃燒室以及渦輪噴氣發(fā)動機的全部或部分壓縮機和渦輪級的后組件14。通過噴射噴嘴16終止機艙3,并且所述噴射噴嘴的出口定位在渦輪噴氣發(fā)動機2的下游。
[0035]
機艙3包括外部固定結構4(或ofs)和內(nèi)部固定結構5(或ifs)。這兩個結構同心并且限定一環(huán)形流道6,當渦噴發(fā)動機2運行時,冷空氣將在所述環(huán)形流道中循環(huán)。內(nèi)部固定結構5構成渦輪噴氣發(fā)動機2的發(fā)動機艙7的外殼。圖1所示的示例涉及一種機艙3,其容納有一旁通渦輪噴氣發(fā)動機2,旁通渦輪噴氣發(fā)動機2一方面能夠產(chǎn)生來源于渦輪噴氣發(fā)動機的燃燒室并在發(fā)動機艙7中循環(huán)的熱氣流(也稱為初級流),另一方面能夠產(chǎn)生來源于風扇并在發(fā)動機艙7的外側循環(huán)通過在內(nèi)部固定結構5和外部固定結構4之間形成的流道6的冷氣流(稱為次級流)。這兩股氣流通過噴射噴嘴16從機艙3后部從渦輪噴氣發(fā)動機2噴射。
[0036]
機艙3的外部固定結構4和內(nèi)部固定結構5涂覆有熱保護。特別是,內(nèi)部固定結構5承受高熱應力,并且通常通過熱保護和防火保護被保護,可以使機艙的其余部分與發(fā)動機艙7絕緣,從而將其保持在可接受的溫度。
[0037]
用于保護固定結構4和5以及機艙3的中間組件12的熱保護的通用結構本身是已知的。熱保護包括插入在兩個片材(也稱為“條帶”)之間的一層中。在使用以及對發(fā)動機環(huán)境進行熱保護的過程中,熱保護可能受損,并且在重啟渦輪噴氣發(fā)動機2之前需要修復。
[0038]
圖2顯示旨在通過實施根據(jù)本發(fā)明的示例性方法進行修復的受損熱保護20的結構。如上所述,熱保護20包括存在于第一片材24a和第二片材24b之間的層22。該層22可以是纖維狀或多微孔的。該層22可包括無機纖維,例如硅纖維或陶瓷纖維。通常,該層22由合適的材料制成,并且具有足夠的厚度以在運行中關于渦輪噴氣發(fā)動機機艙3遇到的熱應力方面確保期望的絕熱。
[0039]
第一片材24a可以是流體密封的并且可以是耐火的,特別是在熱保護20涂覆機艙3的內(nèi)部固定結構5或中間組件12的情況下。然而,當熱保護20涂覆在機艙3的外部結構4上時,熱保護不必構成防火保護。當然,如果該保護為熱保護和防火保護并涂覆機艙3的外部結構4時,并未偏離本發(fā)明的框架。第一片材24a可以是金屬的,例如由不銹鋼制成,或由復合材料制成。例如,第一片材24a的厚度e
24a
可小于或等于1mm,例如介于0.05mm與1mm之間。對于機艙3的內(nèi)部固定結構5的內(nèi)涂層,第一片材24a存在于發(fā)動機艙7中,并在渦輪噴氣發(fā)動機2運行時受到熱氣流的影響。第二片材24b可以是金屬的,例如由不銹鋼制成,或由復合材料制成。熱保護20通過機械系統(tǒng)(如鎖線或螺釘/螺母)固定到機艙結構sn上。
[0040]
熱保護20在其運行中的損壞表現(xiàn)為出現(xiàn)缺料區(qū)域。圖2表示了該層22和第一片材24a每個都具有分別表示為z1和z2的缺料區(qū)域。第一片材24a的缺料區(qū)域z2疊加在該層22的缺料區(qū)域z1上。在圖2的圖示中,缺料區(qū)域z1和z2具有規(guī)則形狀,因為它們先前已經(jīng)進行了初步的材料移除處理,以便對它們賦予一預限定形狀,這里為四邊形形狀,以便進行修復。其他形狀對于缺料區(qū)域z1和z2當然也是可能的。在該層22為多微孔的特定情況下,在移除該材料后,可通過將纖維網(wǎng)粘合到該層22的邊緣而采取特定的預防措施,從而避免該層22碎片損失的任何風險。
[0041]
剛剛已經(jīng)描述了一種旨在被修復的可能受損熱保護結構?,F(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的一種示例性方法的一系列步驟。
[0042]
圖3顯示切割狹槽30通過第一片材24a。在所示的示例中,保護元件32預先插入在
該層22和第一片材24a之間。保護元件32可以是板,例如金屬板。保護元件32覆蓋該層22的缺料區(qū)域z1并延伸到缺料區(qū)域之外。保護元件32包括覆蓋該層22的缺料區(qū)域z1的第一區(qū)域32a以及插入在第一片材24a和該層22之間的第二區(qū)域32b。在通過切割工具34切割每個狹槽30通過第一片材24的過程中,保護元件32存在于切割工具34和該層22之間,以保護該層22免受由切割工具34損壞的任何風險。圖4示出了通過第一片材24a制成的狹槽30的一種可能示例。圖示的狹槽30在每一端都具有止動鉆30a。止動鉆30a可被制成有鉆頭。此外,圖4示出了具有基本直線形狀的狹槽??梢栽O想其他形狀,例如折線狹槽,例如人字形狹槽。
[0043]
在第一片材24a的厚度中形成若干個狹槽30,在狹槽30之間存在第一片材24a的缺料區(qū)域z2。狹槽30可在與第一片材24a的缺料區(qū)域z2的距離d1處形成。
[0044]
在所示的示例中,四個狹槽30已被切割通過第一片材24a(參見圖7)。如圖所示,狹槽30可被定位在第一片材24a的缺料區(qū)域z2周圍。更具體地,缺料區(qū)域z2可具有四邊形,這里為正方形,并且與該四邊形的每側相對地可具有一狹槽30。如圖所示,狹槽30可均勻地分布在第一片材24a的缺料區(qū)域z2周圍。狹槽30的數(shù)量可變化。實際上,根據(jù)另一示例,在缺料區(qū)域z2的每側上僅可以形成兩個狹槽。在又一示例中,三個或四個以上的狹槽可被切割通過第一片材24a。
[0045]
圖6和7示出了將修復層40定位在該層22的缺料區(qū)域z1中(也參見圖7)。所提出的附圖描述了一種示例,其中在定位修復層40之前進行切割狹槽30通過第一片材24a,但是如果首先定位修復層40,然后切割狹槽30,當然不會偏離本發(fā)明的框架。修復層40具有與該層22的缺料區(qū)域z1相同的形狀以及基本相同的尺寸,以便與該層22接觸或具有不影響熱保護能力的有限間距。與修復層40一樣,缺料區(qū)域z1可以具有四邊形形狀,這里為正方形。與在修復層40為多微孔的特定情況下如上所描述的類似地,在將修復層40切割成所需的形狀和尺寸后,可以通過將纖維網(wǎng)粘合到修復層40的邊緣而采取特定的預防措施,從而避免修復層40碎片損失的任何風險。在定位修復層40之前,也可以例如使用一副剪刀,將由第一片材24a的缺料區(qū)域z2限定的四邊形的角部弄圓。這允許避免操作者在定位修復層40過程中受傷的任何風險,以及避免修復層在該定位過程中受損的任何風險。該層22的上述特征適用于修復層40。形成修復層40的材料可以與形成修復層22的材料相同或不同。修復層40的厚度e
40
可以基本等同于該層22的厚度e22或與其不同,應該理解的是,該厚度e
40
對于預期的熱保護應用仍然足夠。例如,與修復層40的厚度相關的熱導率(λ/e
40
,單位為w/(m2.k))可小于或等于與修復層22的厚度相關的熱導率,和/或修復層40的比熱可大于或等于修復層22的比熱。如圖所示,修復層40可以具有斑塊形狀。修復層40的寬度l
40
可大于修復層40的厚度e
40
,或者大于或等于該厚度e
40
的兩倍。
[0046]
在定位修復層40之后,通過添加修復片材55并將其固定到第一片材24a,封閉待修復的結構。修復片材55先前已被制備成所需的尺寸和形狀,并且特別地適于覆蓋修復層40,并且適于呈現(xiàn)一種可插入通過狹槽30的部件。在這方面,圖8和9示出了旨在插入通過狹槽30的橫向接片54的形成。在此通過切割修復片材的層50的邊緣形成了這些橫向接片54。橫向接片54在此與修復片材的其余部分整體地制成。在所示的示例中,修復片材55具有四邊形形狀,此處為正方形。在該示例中,切口53與層50的圓周51橫向地(例如垂直于層50的圓周51)沿圖8所示的切割線52制成。制成了與狹槽30一樣多的橫向接片54。在圖示的示例中,修復片材55包括環(huán)繞的四個橫向接片54。在所示的示例中,修復片材55的每一側上都存在
一個橫向接片54。已經(jīng)表示了四個橫向接片54的情況,但是,如上針對狹槽30所示的,當橫向接片54的數(shù)量不同于四個時,并未偏離本發(fā)明的框架。已經(jīng)表示了具有四邊形形狀的橫向接片54,但是當這些接片具有例如三角形等的不同形狀時,并未偏離本發(fā)明的框架。當橫向接片存在于修復片材的角部上時,也未偏離本發(fā)明的框架。以與狹槽30相同的方式,橫向接片54可在其末端具有止動鉆。例如,修復片材55的厚度e
55
可小于或等于1mm,例如介于0.05mm與1mm之間。修復片材55的寬度l
55
可大于或等于其厚度e
55
的兩倍,例如大于或等于該厚度e
55
的五倍。
[0047]
橫向接片54可相對于修復片材55的其余部分折疊,以便插入到被布置通過第一片材24a的狹槽30中。在該插入之前,橫向接片54在它們的表面上涂覆有第一密封粘合劑58,所述第一密封粘合劑在插入狹槽30后旨在位于第一片材24a的前面(參見圖10和11)。當然,第一密封粘合劑與所實施的溫度兼容,并構成本身已知的粘合劑。當渦輪噴氣發(fā)動機2運行時,第一密封粘合劑58能夠將橫向接片54粘合到第一片材24a,并且在與熱保護接觸時使該連接保持流體密封。第一密封粘合劑58可以是油灰。通過可用第一密封粘合劑58的非限制性示例,可提及使用mg chemicals公司以rtv106名義、acc silicones公司以silcoset 152或as2500名義銷售的產(chǎn)品。圖10示出了修復片材55的定位。為此,涂覆有第一密封粘合劑58的橫向接片54相對于修復片材55的其余部分折疊,并插入狹槽30中,以便使它們在第一片材24a下方以及在第一片材24a和該層22之間滑動,如圖11所示。將會注意到的是,也可以相對于接片的其余部分折疊這些接片的邊緣,以避免損壞該層22。一旦已經(jīng)將橫向接片54插入狹槽30中,第一密封粘合劑58就存在于橫向接片54和第一片材24a之間。第一片材24a覆蓋橫向接片54的距離d2可大于或等于25mm。
[0048]
中心部件56覆蓋第一片材24a的一部分以及覆蓋修復層40。如上針對修復層40可以看出的,形成修復片材55的材料可以與形成第一片材24a的材料相同或不同,只要其確保所需的功能,例如在對機艙的內(nèi)部固定結構進行涂層時的耐火性。
[0049]
一旦已經(jīng)將修復片材55定位并粘合到第一片材24a,第二密封粘合劑60沉積在修復片材55的輪廓上,以便在修復片材55和第一片材24a之間產(chǎn)生密封(參見圖13)。第二密封粘合劑60沉積在狹槽30上以及在覆蓋第一片材24a的修復片材55的圓周的一部分上。第二密封粘合劑60的沉積可以是珠子的形式。第二密封粘合劑60可以與第一密封粘合劑58相同或不同。第二密封粘合劑當然與所實施的溫度兼容,并構成本身已知的粘合劑。當渦輪噴氣發(fā)動機2運行時,第二密封粘合劑60能夠將修復片材55粘合到第一片材24a,并且在與熱保護接觸時使該連接保持流體密封。第二密封膠60可以是油灰。通過第一可用密封粘合劑60的非限制性示例,可提及使用mg chemicals公司以rtv106名義、acc silicones公司以silcoset 152或as2500名義銷售的產(chǎn)品。在修復了機艙的內(nèi)部固定結構的熱保護的特定情況下,第一和第二密封粘合劑可以是耐火的。根據(jù)損壞情況,應該注意到的是,可以添加機械固定件,例如鎖線。
[0050]
剛剛描述了一種示例,其中,缺料區(qū)域z1和z2與修復層40和修復片材55一樣具有四邊形形狀。然而,如果這些元件具有其他形狀,例如圓形,例如圓形或橢圓形,并未偏離本發(fā)明的框架。
[0051]
此外,剛剛描述了一種示例,其中僅第一片材24a和該層22需要修復。根據(jù)本發(fā)明的一種變型,還可以進行對第二片材的修復。圖14示出了通過使用與先前附圖相同的附圖
標記獲得的修復結果,除了標注為240b的第二片材以及第二修復片材被標注為242b之外。根據(jù)該變型,將第二修復片材242b定位在第二修復片材240b的缺料區(qū)域中,并在定位修復層40之前例如通過粘合將第二修復片材242b固定到第二修復片材240b,一旦被定位,該修復層40就覆蓋第二修復片材242b。根據(jù)以上已經(jīng)描述的步驟實施其余的修復步驟。
[0052]
術語“介于
……

……
之間”必須理解為包括邊界。
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