[发明专利]一种外场微波快速修补装置及使用方法

说明书

一种外场微波快速修补装置及使用方法，其特征是：在微波谐振腔的底部，依次安装有耐高温的柔性海绵以及柔性密封圈。同时在柔性海绵和柔性密封圈的外侧安装了一层柔性微波防泄漏金属薄膜。在谐振腔的腔体内部设计并安装了可供拆卸折叠的多路微波收发天线。并在天线上安装了微波源发射装置和反射微波信号接收装置。在谐振腔的顶部，安装了可以拆卸的多自由度铰链连杆机构，并在铰链连杆机构的顶部安装了握持设备。本发明可以为复杂曲面的纤维增强树脂基复合材料受损构件的原位修补工作提供方便，大幅提高对纤维增强树脂基复合材料受损构件在修补过程中的修补质量和修补效率。

技术领域

本发明涉及一种外场微波快速修补装置及与之连接机构的设计，尤其是一种针对纤维增强树脂基复合材料受损构件的微波修补装置以及连接固定机构的设计，具体地说是一种针对纤维增强树脂基复合材料外场微波修补装置以及自锁连杆机构的装备的设计与使用方法。

背景技术

目前具有优良力学性能的先进热固性纤维增强复合材料在飞行器中的使用量的占比已经成为了衡量飞行器先进性的关键技术指标。尤其是在军用和民用航空领域，纤维增强复合材料的大量应用，可以显著减轻飞行器的结构重量，并提高飞行器的物理性能，同时还可以极大的减少零部件的数量，简化装配工序，缩短制造周期。但是，纤维增强复合材料在使用过程中极易因为鸟撞，雷击，或是在战场环境下中弹而受伤，战争时机转瞬即逝，对战机受损部位的快速修补提出了极高要求。而对外场环境下的难以实现对于飞机复合材料构件的快速且高效的修补任务，且修补的劳动量巨大，对工作人员的身体素质要求极高。

目前，在外场环境下对飞机的复合材料受损构件的进行修补时，传统的修补方法为热补法，即采用在待修补区域铺放“电热毯”等的间接加热的方法。在待修补区域以热传导的形式加热固化待修补区域的补片。此外还存在一种通过直接给碳纤维复合材料通电的方法直接加热固化复合材料，例如，发明专利CN108407340A，公开了一种采用通过电损耗，来加热碳纤维增强树脂基复合材料构件并使复合材料固化的一种修补工艺。但这种方法，在修补前的准备工作量较大，修补工艺较为复杂，修补周期长，能耗高，经济效益差，而且修补后的质量难以保证，对工人技术要求较高。

但是近年来，又出现了一些利用微波固化技术的外场快速修补装备。例如，发明专利CN103802339A以及专利CN105584061A都公开了一种通过利用微波源产生微波能量对碳纤维增强复合材料进行微波固化的工艺方法。但是这种针对碳纤维复材的修补工艺方法，仅适用于简单平面上的修补作业，无法解决变曲面的纤维增强复合材料构件的受损部位的修补任务。而且，该发明技术需要工作人员长时间在修补区域作业，对工作人员的体力消耗较大。例如，待修补区域若位于机翼的下端，就需要工作人员长时间按压固定谐振腔与待修补构件之间的紧密贴合。这不仅会带来严重的微波泄漏风险，并对工作人员的身体造成损伤，而且会极大的消耗工作人员的体力 ，因此这些适用于简单平面的谐振腔装置难以得到大规模的推广。截止到目前为止，还没有任何一种针对纤维增强复合材料受损构件的修补装置可以实现对于任意复杂曲面的修补作业，并同时解决工作人员在修补作业中存在的极高劳动强度的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的复材修补装备难以适用于复杂曲面的纤维增强复合材料构件的修补任务的问题，以及在对纤维增强复合材料构件的修补作业中，对修补工作人员的体力消耗极大的问题，设计一种针对纤维增强树脂基复合材料受损构件修补的外场微波修补装置及使用方法。利用耐高温的柔性海绵以及柔性密封圈，和柔性防泄漏金属薄膜组成的自适应柔性机构，可以有效的实现与变曲面的纤维增强复合材料构件的待修补表面之间的贴附，同时结合自动锁紧装置，便捷高效的完成对于谐振腔的定位以及固定工作。

本发明的技术方案之一是：