一种直升机平台甲板及制备方法与流程

1.本发明涉及直升机平台技术领域，具体而言，涉及一种直升机平台甲板及制备方法。


背景技术：

2.现有技术中，直升机平台主要安装在海洋工程平台、船舶、高层建筑上，用于保障人员和物资的转运直升机的起降。直升机平台甲板一般安装在海洋工程平台或船舶的顶部，对海洋工程平台或船舶的重心影响较大，影响使用安全性，所以，直升机平台甲板对重量十分敏感。
3.目前主流直升机平台甲板主要有钢制结构和铝制结构，通过焊接制成截面中空的结构型材，再将成型后的型材铺设到交错布置的骨架上，通过螺栓等机械方式将甲板(型材)和骨架连接到一起。钢制结构的成本相对铝质结构较低，但其重量大、耐腐蚀性差，尤其是在海洋环境中，当其防腐蚀油漆被破坏时，钢制结构的腐蚀速度会进一步加快，严重影响其使用寿命和使用安全性，铝质结构的重量较钢制结构较轻，其耐腐蚀性能也优于钢制结构，但是铝质结构的成本远高于钢制结构，且其耐高温性能不佳，当发生火灾时，铝质结构会随着温度的升高而软化坍塌。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是，现有技术中，直升机平台甲板采用钢制结构或者铝质结构，两者的重量较大，对海洋工程平台或船舶的重心影响较大，影响使用安全性，且钢制结构耐腐蚀性能不佳，铝质结构耐高温性能不佳。
5.为解决上述问题，本发明公开了一种直升机平台甲板，包括上蒙皮和下蒙皮，在所述上蒙皮和下蒙皮之间设置有轻质芯材，所述上蒙皮、下蒙皮和轻质芯材通过树脂真空灌注一体成型，所述轻质芯材包括若干间隔设置的轻质泡沫和格构板，所述格构板用于增强轻质芯材在垂直方向的承载力。
6.由于直升机平台甲板主要承受弯曲载荷，因此，采用夹芯结构的复合材料制备直升机平台甲板，弯曲作用下，甲板上下表面承受较大应力水平，而芯部结构承载较小，应力水平较低，对其承载性能要求相对较低，但是直升机平台甲板的平面承压性能与轻质芯材承压性能一致，如果芯部只设置轻质泡沫，将会导致直升机平台甲板的承压能力过低，不能满足直升机平台面板上承受压缩面载的工况要求，通过格构板与轻质泡沫间隔设置形成格构增强结构，可以显著地提高夹芯结构的z向承载性能，从而满足直升机平台甲板的使用需求。该结构力学性能优良，产品重量小，成本低，还具有良好的防火性能，可以充分满足海洋工程平台或船舶上直升机平台甲板的使用需求。
7.进一步的，所述格构板将轻质芯材分割为若干个格构单元，每个格构单元中上蒙皮和下蒙皮的厚度不同，相差一个格构板的厚度；相邻的两个格构单元的上蒙皮厚度不同，相差一个格构板的厚度；相邻的两个格构单元的下蒙皮厚度不同，相差一个格构板的厚度；
所有的格构单元中上蒙皮厚度与下蒙皮厚度的和相同。
8.该设置使得在生产中可以使用与上蒙皮和/或下蒙皮材质相同的材料依次上下围绕轻质泡沫的上下进行缠绕，如使用玻璃纤维织物或者碳纤维织物作为形成格构板的母材，在两个相邻的轻质泡沫中设置格构板时，母材先从第一个轻质泡沫的上表面绕过，然后从两个轻质泡沫的中间穿过，从第二个轻质泡沫的下表面绕过，在这两个轻质泡沫中间的结构即为格构板，缠绕在轻质泡沫上表面的母材构成上蒙皮的一部分，导致上蒙皮的厚度比同一格构单元的下蒙皮厚度大出一个格构板的厚度，缠绕在轻质泡沫下表面的母材构成下蒙皮的一部分，导致下蒙皮的厚度比同一格构单元的上蒙皮厚度大出一个格构板的厚度，该设置使得格构板通过一个母材缠绕生成，避免了格构板的分散化设置，有助于生产材料的准备，也避免了分散化设置的格构板在轻质泡沫之间发生相对位移，影响生产效率的情况发生。
9.进一步的，在所述上蒙皮的上表面设置有防火涂层，所述防火涂层使用膨胀型防火涂料涂覆形成。
10.所述防火涂层的设置可以进一步提高直升机平台甲板的防火性能，且所述膨胀型防火涂料在直升机平台甲板表面受热时膨胀发泡，形成隔热层，可以有效地保证上蒙皮和轻质芯材中的轻质泡沫的力学性能不因为升温而发生变化，显著地提高了直升机平台甲板的使用安全性。
11.进一步的，所述膨胀型防火涂料为水性丙烯酸膨胀型防火涂料、溶剂型丙烯酸膨胀型防火涂料、无溶剂型环氧膨胀型防火涂料中的至少一种。
12.上述防火涂料均可以有效地保护直升机平台甲板，提升其防火性能。
13.进一步的，在所述防火涂层的上表面设置有防滑耐磨涂层。
14.所述防滑耐磨涂层的设置一方面可以增大直升机平台甲板表面的摩擦系数，使其满足船级社标准的要求，另一方面可以有效地保护防火涂层，使其不会在直升机平台甲板使用过程中遭到破坏，从而保证了产品的防火性能。
15.进一步的，在所述轻质泡沫的上表面和/或下表面上设置有导流槽。
16.所述导流槽的设置一方面可以提高真空灌注时树脂的流动速度，另一方面可以通过导流槽中的树脂提升上蒙皮和/或下蒙皮与所述轻质泡沫的结合力。
17.进一步的，所述导流槽呈交错设置。
18.该设置有助于树脂的均匀灌注和流动，显著地提高了轻质泡沫与上蒙皮和/或下蒙皮的结合力，避免出现现有技术中采用胶粘导致的容易开裂的问题。
19.进一步的，所述格构板与轻质泡沫形成格构增强结构，所述格构增强结构为梯形格构增强结构、角型格构增强结构、点阵格构增强结构、垂直格构增强结构中的一种或几种。
20.其中的，梯形、角形、点阵、垂直等格构形状均由轻质泡沫的截面形状决定，通过上述设置可以实现不同的承载效果。
21.进一步的，所述树脂为阻燃的环氧基树脂和/或乙烯基树脂。
22.该设置可以进一步提升产品的防火性能，从而提高其使用安全性。
23.本发明还公开了一种直升机平台甲板的制备方法，用于制备如上所述的直升机平台甲板，所述制备方法包括：
24.步骤s1：清理制备平台；
25.步骤s2：在制备平台上铺设密封膜；
26.步骤s3：在所述密封膜上铺设下蒙皮；
27.步骤s4：在下蒙皮上放置轻质泡沫和格构板，形成具有格构增强结构的轻质芯材；
28.步骤s5：在轻质芯材上铺设上蒙皮；
29.步骤s6：在上蒙皮上设置脱模布、导流网、钢网、抽气管、注胶管；
30.步骤s7：使用密封膜将设置好的结构包裹住，并通过抽气设备抽真空；
31.步骤s8：通过注胶管注入配置好的树脂；
32.步骤s9：脱模；
33.步骤s10：完成制备。
34.通过上述步骤，可以制备出重量轻、耐候性和防火性能好，生产成本低的直升机平台甲板，满足了海洋工程平台或船舶上直升机平台甲板的使用要求。
35.相对于现有技术，本发明所述的一种直升机平台甲板及制备方法具有以下优势：
36.本发明通过上蒙皮、轻质芯材和下蒙皮的复合材料结构设置，上蒙皮和下蒙皮为阻燃材质，芯材包括轻质泡沫和格构板，在大幅度降低直升机平台甲板重量的同时，可以保证芯材在垂向上的承压能力，从而使得直升机平台甲板具备了较低的重量、良好的耐候性和防火性能，适于在海洋工程平台或船舶上使用。本发明提供的直升机平台甲板结构简单，制作容易，在提升了直升机平台甲板耐候性和防火性能的同时，降低了直升机平台甲板的重量和生产成本。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明实施例所述的直升机平台甲板的立体结构示意图；
39.图2为本发明实施例所述的直升机平台甲板的俯视图；
40.图3为图2中a-a部位的剖面结构示意图；
41.图4为本发明实施例所述的轻质泡沫的立体结构示意图。
42.附图标记说明：
43.1、上蒙皮；2、下蒙皮；3、轻质芯材；31、轻质泡沫；311、导流槽；32、格构板；4、防火涂层；5、防滑耐磨涂层。
具体实施方式
44.为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.下面结合附图具体描述本发明实施例的一种直升机平台甲板及制备方法。
46.实施例1
47.本实施例提供一种直升机平台甲板，如图1-图3所示，包括上蒙皮1和下蒙皮2，在所述上蒙皮1和下蒙皮2之间设置有轻质芯材3，所述上蒙皮1、下蒙皮2和轻质芯材3通过树脂真空灌注一体成型，所述轻质芯材3包括若干间隔设置的轻质泡沫31和格构板32，所述格构板32用于增强轻质芯材3在垂直方向的承载力。复合材料具有金属材料无法比拟的比刚度和比强度，且具有重量小、价格低和耐候性好等优点，因此使用复合材料制备直升机平台甲板可以显著地提高其使用性能和使用安全性。由于直升机平台甲板主要承受弯曲载荷，因此，在本实施例中采用夹芯结构的复合材料制备直升机平台甲板，弯曲作用下，甲板上下表面承受较大应力水平，而芯部结构承载较小，应力水平较低，对其承载性能要求相对较低，但是直升机平台甲板的平面承压性能与轻质芯材3承压性能一致，如果芯部只设置轻质泡沫31，将会导致直升机平台甲板的承压能力过低，不能满足直升机平台面板上承受压缩面载(z向，也即垂直方向)的工况要求，在本实施例中采用格构板32与轻质泡沫31间隔设置形成格构增强结构，可以显著地提高夹芯结构的z向承载性能，从而满足直升机平台甲板的使用需求。该结构力学性能优良，产品重量小，成本低，还具有良好的防火性能，可以充分满足海洋工程平台或船舶上直升机平台甲板的使用需求。
48.作为本发明的实施例，所述上蒙皮1和下蒙皮2为玻璃纤维织物或者碳纤维织物。需要说明是，所述上蒙皮1的材质可以与下蒙皮2相同，也可以不同。玻璃纤维织物或者碳纤维织物均具有良好的阻燃性能，且具有极佳的承载性能和耐腐蚀性能，采用玻璃纤维织物或者碳纤维织物作为上蒙皮1和下蒙皮2的材质可以在显著提升直升机平台甲板的防火性能、耐腐蚀性能的同时满足其承载性能要求。在本实施例中，采用蒙皮-芯材-蒙皮的三层夹芯结构，上蒙皮1和下蒙皮2采用玻璃纤维或碳纤维增强复合材料提高承载性能，芯部采用轻质泡沫31的结构，使得直升机平台甲板整体结构满足弯曲承载的需求，并达到减重的效果。
49.作为其中可选的实施例，在所述上蒙皮1的上表面设置有防火涂层4，所述防火涂层4使用膨胀型防火涂料涂覆形成。所述防火涂层4的设置可以进一步提高直升机平台甲板的防火性能，且所述膨胀型防火涂料在直升机平台甲板表面受热时膨胀发泡，形成隔热层，可以有效地保证上蒙皮1和轻质芯材3中的轻质泡沫31的力学性能不因为升温而发生变化，显著地提高了直升机平台甲板的使用安全性。在部分可选的实施例中，所述膨胀型防火涂料为水性丙烯酸膨胀型防火涂料、溶剂型丙烯酸膨胀型防火涂料、无溶剂型环氧膨胀型防火涂料中的至少一种。上述防火涂料均可以有效地保护直升机平台甲板，提升其防火性能。
50.作为本发明的较佳的实施例，在所述防火涂层4的上表面设置有防滑耐磨涂层5。所述防滑耐磨涂层5的设置一方面可以增大直升机平台甲板表面的摩擦系数，使其满足船级社标准的要求，另一方面可以有效地保护防火涂层4，使其不会在直升机平台甲板使用过程中遭到破坏，从而保证了产品的防火性能。作为可选的实施例，所述防滑耐磨涂层5由石英砂与酚醛树脂形成，可选的，所述石英砂在50-80目。
51.作为其中一个较佳的实施例，所述格构板32将轻质芯材3分割为若干个格构单元，每个格构单元中上蒙皮1和下蒙皮2的厚度不同，相差一个格构板32的厚度；相邻的两个格构单元的上蒙皮1厚度不同，相差一个格构板32的厚度；相邻的两个格构单元的下蒙皮2厚度不同，相差一个格构板32的厚度；所有的格构单元中上蒙皮1厚度与下蒙皮2厚度的和相
同。该设置使得在生产中可以使用与上蒙皮1和/或下蒙皮2材质相同的材料依次上下围绕轻质泡沫31的上下进行缠绕，如使用玻璃纤维织物或者碳纤维织物作为形成格构板32的母材，在两个相邻的轻质泡沫31中设置格构板32时，母材先从第一个轻质泡沫31的上表面绕过，然后从两个轻质泡沫31的中间穿过，从第二个轻质泡沫31的下表面绕过，在这两个轻质泡沫31中间的结构即为格构板32，缠绕在轻质泡沫31上表面的母材构成上蒙皮1的一部分，导致上蒙皮1的厚度比同一格构单元的下蒙皮2厚度大出一个格构板32的厚度，缠绕在轻质泡沫31下表面的母材构成下蒙皮2的一部分，导致下蒙皮2的厚度比同一格构单元的上蒙皮1厚度大出一个格构板32的厚度，该设置使得格构板32通过一个母材缠绕生成，避免了格构板32的分散化设置，有助于生产材料的准备，也避免了分散化设置的格构板32在轻质泡沫31之间发生相对位移，影响生产效率的情况发生。应当理解，所述格构板32为玻璃纤维织物或者碳纤维织物。或者说，所述格构板32由母材交错缠绕相邻轻质泡沫31的上表面和下表面形成，缠绕在轻质泡沫31上表面的母材构成上蒙皮1的一部分，缠绕在轻质泡沫31下表面的母材构成下蒙皮2的一部分，设置在相邻两个轻质泡沫31之间的母材构成格构板32。
52.作为其中一个较佳的实施例，如图4所示，在所述轻质泡沫31的上表面和/或下表面上设置有导流槽311。所述导流槽311的设置一方面可以提高真空灌注时树脂的流动速度，另一方面可以通过导流槽311中的树脂提升上蒙皮1和/或下蒙皮2与所述轻质泡沫31的结合力。
53.作为其中的一个实施例，如图4所示，所述导流槽311呈交错设置。该设置有助于树脂的均匀灌注和流动，显著地提高了轻质泡沫31与上蒙皮1和/或下蒙皮2的结合力，避免出现现有技术中采用胶粘导致的容易开裂的问题。
54.在部分可选的实施例中，所述导流槽311的宽度在1-3mm，深度在1-3mm。在该尺寸下，可以在提高真空灌注效率的同时兼顾轻质泡沫31与上蒙皮1和/或下蒙皮2的结合力，保证了直升机平台甲板的使用性能。
55.在本实施例中，所述格构板32与轻质泡沫31形成格构增强结构，所述格构增强结构为梯形格构增强结构、角型格构增强结构、点阵格构增强结构、垂直格构增强结构中的一种或几种。其中的，梯形、角形、点阵、垂直等格构形状均由轻质泡沫31的截面形状决定，通过上述设置可以实现不同的承载效果。
56.具体的，在垂直格构增强结构中，格构板32的间距在80-100mm。
57.在梯形格构增强结构中，格构板32的间距在60-80mm，格构板32与水平面的夹角角度在15
°‑
45
°
。
58.在角型格构增强结构中，所述格构板32与水平面的夹角角度在15
°‑
60
°
。
59.在本实施例中，所述格构板32的厚度在2-4mm。
60.作为本发明的实施例，所述直升机平台甲板的厚度在100-150mm。
61.作为其中较佳的实施例，所述树脂为阻燃的环氧基树脂和/或乙烯基树脂。该设置可以进一步提升产品的防火性能，从而提高其使用安全性。
62.其中，玻璃纤维织物可以为e玻璃纤维织物或者高模e玻璃纤维织物或s玻璃纤维织物。
63.所述玻璃纤维织物或碳纤维织物的编织方式可以是方格编织、斜纹编织、缎纹编织、单向编织、多轴向编织中的一种。
64.所述轻质泡沫31为pet泡沫、pvc泡沫、pu泡沫、pmi泡沫、巴萨木中的一种或几种。
65.实施例2
66.本实施例公开了一种直升机平台甲板的制备方法，用于制备如实施例1所述的直升机平台甲板。
67.所述制备方法包括：
68.步骤s1：清理制备平台；保证制备平台平整干净；
69.步骤s2：在制备平台上铺设密封膜；所述密封膜可以为聚脂薄膜；
70.步骤s3：在所述密封膜上铺设下蒙皮；上蒙皮的排布和层数可以与下蒙皮相同也可以不同；
71.步骤s4：在下蒙皮上放置轻质泡沫和格构板，形成具有格构增强结构的轻质芯材；
72.步骤s5：在轻质芯材上铺设上蒙皮；
73.步骤s6：在上蒙皮上设置脱模布、导流网、钢网、抽气管、注胶管等装置；
74.步骤s7：使用密封膜将设置好的结构包裹住，并通过抽气设备抽真空；
75.步骤s8：通过注胶管注入配置好的树脂；
76.步骤s9：脱模；
77.步骤s10：完成制备。
78.通过上述步骤，可以制备出重量轻、耐候性和防火性能好，生产成本低的直升机平台甲板，满足了海洋工程平台或船舶上直升机平台甲板的使用要求。
79.需要说明，本发明中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“尾端”、“首端”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本发明，而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。
80.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
81.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种直升机平台甲板，其特征在于，包括上蒙皮(1)和下蒙皮(2)，在所述上蒙皮(1)和下蒙皮(2)之间设置有轻质芯材(3)，所述上蒙皮(1)、下蒙皮(2)和轻质芯材(3)通过树脂真空灌注一体成型，所述轻质芯材(3)包括若干间隔设置的轻质泡沫(31)和格构板(32)，所述格构板(32)用于增强轻质芯材(3)在垂直方向的承载力。2.如权利要求1所述的直升机平台甲板，其特征在于，所述格构板(32)将轻质芯材(3)分割为若干个格构单元，每个格构单元中上蒙皮(1)和下蒙皮(2)的厚度不同，相差一个格构板(32)的厚度；相邻的两个格构单元的上蒙皮(1)厚度不同，相差一个格构板(32)的厚度；相邻的两个格构单元的下蒙皮(2)厚度不同，相差一个格构板(32)的厚度；所有的格构单元中上蒙皮(1)厚度与下蒙皮(2)厚度的和相同。3.如权利要求1所述的直升机平台甲板，其特征在于，在所述上蒙皮(1)的上表面设置有防火涂层(4)，所述防火涂层(4)使用膨胀型防火涂料涂覆形成。4.如权利要求3所述的直升机平台甲板，其特征在于，所述膨胀型防火涂料为水性丙烯酸膨胀型防火涂料、溶剂型丙烯酸膨胀型防火涂料、无溶剂型环氧膨胀型防火涂料中的至少一种。5.如权利要求3所述的直升机平台甲板，其特征在于，在所述防火涂层(4)的上表面设置有防滑耐磨涂层(5)。6.如权利要求1所述的直升机平台甲板，其特征在于，在所述轻质泡沫(31)的上表面和/或下表面上设置有导流槽(311)。7.如权利要求6所述的直升机平台甲板，其特征在于，所述导流槽(311)呈交错设置。8.如权利要求1所述的直升机平台甲板，其特征在于，所述格构板(32)与轻质泡沫(31)形成格构增强结构，所述格构增强结构为梯形格构增强结构、角型格构增强结构、点阵格构增强结构、垂直格构增强结构中的一种或几种。9.如权利要求1所述的直升机平台甲板，其特征在于，所述树脂为阻燃的环氧基树脂和/或乙烯基树脂。10.一种直升机平台甲板的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1-9中任一项所述的直升机平台甲板，所述制备方法包括：步骤s1：清理制备平台；步骤s2：在制备平台上铺设密封膜；步骤s3：在所述密封膜上铺设下蒙皮；步骤s4：在下蒙皮上放置轻质泡沫和格构板，形成具有格构增强结构的轻质芯材；步骤s5：在轻质芯材上铺设上蒙皮；步骤s6：在上蒙皮上设置脱模布、导流网、钢网、抽气管、注胶管；步骤s7：使用密封膜将设置好的结构包裹住，并通过抽气设备抽真空；步骤s8：通过注胶管注入配置好的树脂；步骤s9：脱模；步骤s10：完成制备。

技术总结
本发明提供一种直升机平台甲板及制备方法，所述直升机平台甲板包括上蒙皮和下蒙皮，在所述上蒙皮和下蒙皮之间设置有轻质芯材，所述上蒙皮、下蒙皮和轻质芯材通过树脂真空灌注一体成型，所述轻质芯材包括若干间隔设置的轻质泡沫和格构板，所述格构板用于增强轻质芯材在垂直方向的承载力。本发明通过上蒙皮、轻质芯材和下蒙皮的复合材料结构设置，上蒙皮和下蒙皮为阻燃材质，芯材包括轻质泡沫和格构板，在大幅度降低直升机平台甲板重量的同时，可以保证芯材在垂向上的承压能力，从而使得直升机平台甲板具备了较低的重量、良好的耐候性和防火性能。本发明提供的直升机平台甲板结构简单，制作容易，降低了直升机平台甲板的重量和生产成本。生产成本。生产成本。


技术研发人员：杨子祥 佘新光 刘一君 张兴刚 王金朝 赵玉
受保护的技术使用者：洛阳双瑞橡塑科技有限公司
技术研发日：2023.01.19
技术公布日：2023/6/27