[发明专利]直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法

权利要求书

1.一种直升机用电加热风挡透明件耐久性试验及寿命评估方法，其特征在于，包括：

S100：取全尺寸风挡透明件作为试样，对试样先进行湿热老化试验，室温冷却后对试样进行光化学效应试验，并室温冷却，其中，试样的湿热老化试验方法包括：将试样置于空气温度43±2℃、湿度RH≥95％环境下240h；试样的光化学效应试验方法包括：将试样置于空气温度49±2℃、辐照度1120W/m2的环境下240h；

S200：将处理后的试样按照在直升机上的实际安装状态安装于试验测试设备上；

S300：试样试验，试样试验包括试样载荷确定、试样的热气候类型环境试验及试样的冷气候类型环境试验，其中：

试样载荷的确定过程包括：

S311：以单个载荷循环P1→P2→P3→P1为模拟一个飞行起落中风挡透明件的气压载荷变化，一个飞行起落时间为T_1f，试样载荷根据直升机的最大飞行速度V_max、巡航速度V_c确定；

S312：三级载荷中载荷P1、载荷P3保持第一预定时间，载荷P2保持第二预定时间，载荷变化之间为预定的载荷变化速率，一个完整的载荷循环时间T_tp为不少于0.5min；

试样的热气候类型环境试验过程包括：

S321：热气候环境类型试验采用温度-载荷正交组合开展，以预定时间间隔Tg为隔检查风挡透明件的试验检查周期要求，即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T_1f次；热气候类型中温度梯级定义为38℃占实施周期的95％、52℃占实施周期的5％，即循环次数分别为0.95*Tg/T_1f、0.05*Tg/T₁；

S322：试样安装后，进行以下步骤：

a)试验设备舱外模拟温度控制在38±2℃、舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环(P1→P2→P3→P1)0.95*Tg/T_1f次；

b)试验设备舱外模拟温度上升到52±2℃，温度上升速率大于10℃/min，舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环，载荷循环次数为0.05*Tg/T_1f；

c)每完成Tg/T_1f次步骤a至步骤b的循环，取出试样进行质量检测，如出现失效模式即停止试验，记录试验时间；如未出现故障继续重复进行步骤a至步骤b，直到试样失效或达到指定试验时间；

d)根据步骤a、步骤b、步骤c，获得试样有效试验时间T₁；

试样的冷气候类型环境试验过程包括：

S331：冷气候环境类型试验同样采用温度-载荷正交组合开展，即在一定温度环境条件下进行一个完整的载荷循环相当于模拟了一个飞行起落，同时定义预定时间间隔Tg为检查风挡透明件的试验检查周期要求，即预定时间间隔Tg内总循环次数Tg/T_1f次；冷气候类型中温度梯级定义为4℃占实施周期的45％、-4℃占实施周期的25％、-32℃占实施周期的25％、-55℃占实施周期的5％，即循环次数分别为0.45*Tg/T_1f、0.25*Tg/T_1f、0.25*Tg/T_1f、0.05*Tg/T_1f；

S332：试样安装后，进行以下步骤：

a)试验设备舱外模拟温度设置在4±2℃、舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环0.45*Tg/T_1f次；在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能，完成载荷P3的保载时间Tp3时关闭电加温功能，在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度；同时在电加热时间达到保载时间Tp3与过冷水滴冲击时长Tc的差值时，开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击，过冷水滴参数为温度0～-10℃、水滴直径5～20um、液态水含量0.2～10g/m3；

b)试验设备舱外模拟温度下降到-4±2℃，温度下降速率大于10℃/min，舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环，0.25*Tg/T_1f次；在每次载荷循环开始时按实际最大工作功率Pw开启电加热功能，完成载荷P3的保载时间Tp3时关闭电加温功能，在一个循环过程中通过电加热对风挡透明件实现升温和恢复至环境温度；同时在电加热时间达到保载时间Tp3与过冷水滴冲击时长Tc的差值时，开始对风挡透明件外表面实施时长为Tc的过冷水滴冲击，过冷水滴参数温度0～-10℃、水滴直径5～20um、液态水含量0.2～10g/m3；

c)试验设备舱外模拟温度下降到-32±2℃，温度下降速率大于10℃/min，舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环0.25*Tg/T_1f次；

d)试验设备舱外模拟温度下降到-55±2℃，温度下降速率大于10℃/min，舱内模拟温度控制在4～32℃，进行载荷循环0.05*Tg/T_1f次；

e)每完成Tg/T_1f次步骤a、步骤b、步骤c、步骤d的循环，取出试样进行质量检测，如出现失效模式即停止试验，记录试验时间；如未出现故障继续重复进行步骤a、步骤b、步骤c、步骤d，直到试样失效或达到指定试验时间；

f)按步骤a、步骤b、步骤c、步骤d、步骤e，获得试样有效试验时间T₂；

S400：确定单一使用环境下的风挡有效试验时间T_te，T_te为T₁或T₂，选取时间T₁和T₂的最小值为两种环境下的风挡有效试验时间T_te；

则风挡的有效飞行寿命时间为n为无机非金属材料疲劳分散系数。