飞机蒙布工艺
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蒙皮制作常见问题
蒙皮制作常见问题
Ron Alexander
给飞机做布制蒙皮会是件让人心烦意乱的事。道理也很简单,你长年累月在飞机制作上耗费精力,而现在却到了用布料把那些手工精湛的结构包裹起来的时候,大多数人看到的只是飞机的那层皮。敷设蒙皮对谁都是个挑战,无论你过去是否有过经验,你只知道这次必须好好搞定它,怎么说人们通常是看机体外部整饰来判断飞机的好坏的。这不但跟自己敷设工艺的成就感有关,也跟制作所投入的费用和时间扯得上边。先提个醒吧,别在这时贪小便宜吃大亏。这些年来,我常听那些做飞机的爱好者和修理人唠叨,如何在机体蒙皮---真正展示飞机的唯一部分---抠点钱下来。现在不是省钱的时候。铁下心来,在蒙皮上花该花的钱,让它跟飞机其他完工部分一样,保持高水准。给一架J-3 CUB那么大小的飞机做蒙皮,无论工序如何,所有材料费用大约要2500到3000美元。假如有人报价大大低过这个数,那他是没把话说完。等话说完、活干完钱还是得那么多滴。这么说吧,你要是自己来干,可以省下约莫万把来块美元的工钱。对,没错,大多数行家的收费在8000到12000美元之间。
如果按照织物的说明来给飞机蒙皮(这很重要),织物和涂料会有大概15至20年的使用寿命。具体寿命的长短跟飞机暴露在阳光和其他因素有关。无论飞机蒙皮情况如何,大多数的机主会在20年这个点上检查飞机内部状况。
给飞机蒙皮不是件轻巧的事,不然你也不会看到为什么那些个飞机的蒙皮、涂层老爱出些状况了。当然,这说的远不仅仅是那些碍眼的小麻烦。我相信你看到过机身上一片片剥落的涂料,见识过Aeronca Champ 或J-3 Cub那些翘起的翼尖(这儿说的可不是提高升力的新设置)。是什么原因导致了这些大家常见的问题呢?是蒙皮敷设的方式类型导致的吗?很少是这个原因。因为每种蒙皮敷设类型都有其自身的优势。再说一次,假如严格按说明书来操作,通常不会有问题。
既然如此为什么还有那么多的麻烦呢?这就是我将在本文及相关文章中提到的----常见织物蒙皮问题及解决方法。
在写这篇文章时,我和Poly-Fiber(注:聚苯乙烯)公司的Jon Goldenbaum交换过意见并请他列出顾客最常提到的织物蒙皮问题。这些问题不光涉及他们公司产品的加工作程序,同时也存在于大多数其它现有的织物蒙皮制作类型。不管你用聚氨酯漆、硝基和丁酸基的涂布料或是Poly-Fiber的产品,基本的问题都是一样的。事实上,大部分的加工程序都很相似,但到了施用化学品的阶段,情况就不同了
。重要的一点是,无论哪种织物蒙皮种类,都应严格按照说明书的要求加工,不要尝试自己的方法或是混淆不同织物蒙皮的制作工序。例如,不要把Grade A tape的胶带用在Ceconite
牌的蒙皮织物上,或是在聚苯乙烯织物上喷涂硝基漆。这些都是常见的导致麻烦的做法。
如果是给一款量产飞机做蒙皮,那就必须严格按照蒙皮织物的施工手册来制作。量产飞机的蒙皮加工方法需要得到美国联邦航空局(FAA)的批准。它还必须有补充型号合格证(STC),合格证规定了可替代该款飞机原装蒙皮的蒙皮加工方法。这个补充型号合格证(STC)不允许混淆不同织物种类蒙皮的制作方法。有趣的是,合格证只对蒙皮的银色底漆(防紫外线涂料)做了规定,对蒙皮最外层的涂料本身倒没有限制。如果是给一架实验型飞机做蒙皮,怎么蒙都是合法的。我得强调一点,即便如此,也应该选择STC认可的制作程序。这是个常识,你的实验型飞机和量产飞机一样,飞过相同的空气,一样载的是人。正因为可以随心所欲搞方案搭配,所以要注意避免诱惑。不然的话,我敢担保,过不了多久你又得重新制作蒙皮。
制作飞机蒙皮会遇到七个主要问题。以下列表涵括了机主不得不重新制作蒙皮的原因:
1、工作面准备不充分
2、选择面料重量错误
3、不遵守程序手册
4、织物的绷紧度不当
5、底漆涂层不当
6、紫外线防护不足
7、面漆问题
在探究这些具体的问题之前,有一些原则要谨记。首先是不要急于赶工,慢工才出细活。敷设蒙皮要喷涂几层不同的化工品,每一层都必须彻底干燥,然后才能进行下一步。有个行之有效的经验,就是早上喷一层,然后下午再接着喷另一层,让每一层有足够的时间干燥。另一个新手常犯的错误,是一开始就先搞大面积的蒙皮。不要一上来就给机翼或机身蒙皮。首先从小块面板着手,没有问题了再弄个小面积的气动控制面试试。这样的话,即便搞砸了,要纠正错误也不必大破费。我也建议你联系一家EAA工作室,学习蒙皮制作。两天的周末课程能让你学到些蒙皮制作的技巧和实际操作,通过这些培训你就会信心爆满,敢对任何飞机的蒙皮制作小试牛刀了。
另一个常见出错的地方,是温度和湿度问题。蒙皮织物理想的工作环境,温度为华氏77度,湿度在0%——70%之间。如果温度低于60度并且(或)湿度在90%以上,那就停工,等天气好了再说。如果用的是硝基漆或丁酸涂布料,那对温度和湿度问题要求更严,气温不能低于华氏65度或湿度大于80%。气温高倒不要紧。喷涂时可能会用到降低挥发速度的助剂,用来调节和抵
销高温、湿度的问题。这点在讨论彩色面漆时再详细谈谈。
我们逐个来解决上述问题。
蒙皮工作面的准备
新手常常会有错误的想法,认为把织物糊到机身上就当蒙皮制作正式开工了。其实远非如此,在裁剪、敷设织物前需要花去大量的时间精力。有过经验的人都知道,占去蒙皮制作大部分工时的,是准备阶段。有一两点得说说,如果是给旧飞机重新蒙皮,那么在去拆除旧蒙皮时要注意一下,尽量完好保留旧蒙皮上的观察板、排水扣眼、加强片及操控索通过孔等,这样,敷设新蒙皮时有助于掌握这些部件的位置。其次,注意确保环氧底漆用于金属和玻璃纤维,环氧清漆用于木材部分。为什么,因为大多数其他种类的底漆和清漆会在加工过程中被化工品脱除。制作蒙皮时用到的丁酮及其还原剂对环氧底漆和清漆不起作用,而对其他类型的底漆和清漆则有脱除作用,像是脱漆剂一样,使得水汽聚集在漆泡里,后患无穷。如果用了其他种类的底漆和清漆,那么在敷设蒙皮织物前先做个测试。拿块浸了丁酮的布在工件上面放置大约30分钟,如果底漆或清漆能被脱除,那这些工件表面就需要重做。通常,环氧树脂可以直接喷涂在原有的漆面上,旧漆面不必脱除。这也可以先做个试验,在一小块旧漆面上喷涂一点环氧树脂,确保环氧树脂没有脱漆作用,然后再大面积使用。
在喷涂底漆或面漆时,工作面必须清洁,无油,无污渍。不要给锈件上底漆,先除锈然后马上封底漆,钢件几个小时内不封漆到位就会起锈。务必锉除工件上所有会被织物覆盖的毛边,做好诸如此类的工作。我不推荐聚酯填料,它会皲缩开裂,使用环氧树脂填则不会,它可用于木材、玻璃纤维或是金属,效果都一样好。在凹得厉害的地方也许要填一块布料。聚酯填充料常用于铝材(或层板)与布料本身之间。
所有可能磨穿织物的锋利边缘,都应该用防磨胶带封贴。这通常说的是铆钉头、金属接缝和尖锐边角。看着办吧,觉得不妥的,就都用胶带封上。不要选那种喷漆时用来隔色的胶带,它会留下水分,以后会有麻烦。纸胶带也别用,时间长了会变成褐色并透过浅色面漆显现出来。在蒙机翼前,翼肋之间需要保持平行,翼肋支撑带就用于此目的,这样在加热收缩蒙皮时,翼肋会保持直溜。蒙皮完工后,翼肋支撑带在翼肋之间看起来像一个个的X。
选择合适的布重
选择重量适当的织物对飞机蒙皮寿命有很大的影响。 如果用比重过轻的织物那一定有问题。 先让我们在看什么面料可用。 A级棉布面料,直到上世纪60年代还在用,之后就被具有热
缩性能的聚酯纤维(涤纶)替代。据我所知,A级棉布面料现在几乎是找不到的了。 如果你还找得到的话,要确认它符合FAA规定并在使用前做些测试。没准你拿到手的是些旧布料,不堪大用。我的建议是别考虑 A级棉布面料了, 涤纶面料用着更顺手。
A级棉布面料(Grade A Cotton) 定义:“100% 长纤棉,符合军标MIL-C-5646F的要求.面料抗拉强度不小于每平方英寸80磅,经纬向纱数均为80-84支纱。面料宽度为60英寸。
涤纶织物有不同的比重和抗拉强度,可分为轻质、中等重质。轻质的每平方码1.7盎司,用来给J-3那样大小的飞机做蒙皮,全部面料重约9磅, 中等重量面料每平方码2.7盎司,全部面料重量要去到大约14磅,重质面料每平方码3.4盎司,全部面料重量则大约是18磅。通常情况下,喷涂漆料将增加30-40磅的重量, 这具体取决于不同的涂布工序。轻质到重质面料的抗拉强度从每平方英寸70磅—130磅不等。为飞机挑选合适的面料也很简单。 如果是给超轻、滑翔机或动力小于65马力的飞机做蒙皮,可以选轻质面料。 若是给特技机、双翼机、军机或农用机,总之一句话,给那些高翼载、飞行条件恶劣的飞机做蒙皮,就用重质面料。其他飞机(这部分占了大多数)应使用中等重量的面料。重质面料用在哪儿都是错不了的。麻烦更可能出现在选用了比推荐数值更轻的面料的时候。表面的涂层会由于织物本身受气动拍打、震颤运动而导致损坏。 所以,如果吃不准的话,加个几磅,用较重的面料。
顺便说一下,Ceconite、Superflite和Poly-Fiber的聚酯纤维面料基本上是相同的,都出自同门。它们都可以收缩10%左右,而且经纬向的支纱数都是一样的。就是说,用不着担心织物的方向,可以任意方向敷设。
按操作规定施工
这是一个关键。必须遵循蒙皮织物制造商的书面说明。前面也说过,STC
要求生产型的飞机不能混淆蒙皮制作工序。这不仅事关飞机适航性的法律问题,也关系到可能导致飞机蒙皮早早提前返修。举个例子,Poly-Fiber公司的涂布料是不能与硝基漆和丁酸涂布料一起使用的。如果先刷了Poly-Brush(Poly-Fiber公司套材施工程序中的第一道漆),然后再刷硝基漆,那蒙皮就会有皲裂和脱皮的麻烦。这些问题通常不会马上出现,等着吧,等到你做好了蒙皮,飞了数个月,然后麻烦来了。怎么办呢,只有重新再蒙一次皮了。
顺便说一下,如果出现了涂料皲裂和脱皮的现象,想简单刮除掉涂料是不可行的,最好的处理方法就是重新制作蒙皮。先学学别人的经验教训并按说明书去做,那十五年内你的飞机都用不着重新蒙皮。
另一个
要注意的是避免尝试挑战成熟的工序。我曾遇到过一些爱好者,每道工序都玩玩花样,从给织物上腻子,到使用涂墙的乳胶做蒙皮面漆。让我说得明白点吧,商家实验过的,而且据我所知他们也没有拿家用乳胶漆来搞。简言之,施工手册里没叫做的就别做,除非你想交一大笔的学费。
织物绷紧度
布料在刷漆之前该绷多紧好呢? 这是个问题,弄不好会产生其他的麻烦。绷得不够紧是会有麻烦,而如果绷得太紧又容易造成布料本身结构损坏。过于宽松,涂料漆面可能会因为气流剧烈拍打抖动产生裂缝和剥落。 不管怎么说吧,做热缩时要够耐心。 请记住布料有约10%的收缩能力,覆盖、缝合面料时就要记着这一点,不要太宽松,也不能太紧绷了。有个测试绷紧度的经验法则,在机体表面表面,例如机翼,热缩前布料应该能够高出翼肋约1英寸。
布料的热收缩工序要用到熨斗,这是肯定的。千万不要用喷枪,因为根本无法控制喷枪的喷口温度。 热缩布料必须依赖熨斗的准确温度,这要用功率1100瓦以上的熨斗才行。 要细心调教熨斗温度,误差不能超过正负华氏10度。先用华氏250熨烫,面料在这个温度下会萎缩5%左右。 如果涂布料用的是硝基和丁酸类的,那么这个温度就是热缩工序的温度了。硝基和丁酸类涂布料会在往后的很长一段时间内继续绷紧布料。如果是给一架超轻或更小的飞机做蒙皮,考虑到结构因素,就用华氏250 度好了。面料在收缩时,会产生巨大的弯折力和扭曲力。使用熨斗时应该多留意这方面的现象。
大多数飞机需要华氏350度作为最终热缩温度,这个温度能确保适当的布料绷紧度。 不要超过350度。 在375度时布料开始热软化,实际上是纤维结构在放松,出现这种情况,面料看起来就好像没绷紧一样。到了415度,纤维就开始融化掉了。 正因为如此,必须用玻璃温度计调教熨斗温度。 我不推荐使用弹簧式温度计, 它不如气泡型的准确。 Poly-Fiber蒙皮施工手册详细说明了调教熨斗温度的方法。不管做哪一类配方的织物蒙皮,我都推荐买一本Poly-Fiber蒙皮施工手册,它对布料敷设解说得细致到位。