不同热合工艺对系留气球热合连接部位强度影响

不同热合工艺对系留气球热合连接部位强度影响

解鹏飞 黄宏健 万 欢

（航空工业特种飞行器研究所，湖北荆门 448035）

摘要：系留气球气囊材料主要由高分子材料组成，是浮空器囊体结构中的重要组成部分，在浮空器结构中起传递载荷的作用，系留气球囊体结构热合连接部位为系留气球平台强度性能薄弱部位，本文通过对不同工艺下热合连接的强度测试分析，得出了不同工艺下热合连接的强度，对系留气球的设计有一定的指导意义。

关键词：系留气球，热合工艺，强度

系留气球是一种自身不带动力、依靠浮力升空的浮空器飞行器，同时又是一种约束型浮空器^【1-3】。系留气球平台系统包括球体结构、系留缆绳组件、锚泊设施及地面保障设施等；其具有连续留空时间长、生存能力强、研制与使用成本低、使用维护方便、便于搭载各种任务载荷系统等特点，可广泛应用于远距离监视、环境监测、通信中继及突发事件等^【4】。

在整个系留气球结构系统中，球体结构是主体结构；气囊材料主要由高分子材料组成，是浮空器囊体结构中的重要组成部分，在浮空器结构中起传递载荷的作用^【5】。囊体材料连接部位往往为浮空器囊体材料强度性能薄弱的部位，为了保证浮空器的正常运行，有必要对气囊材料连接部位的强度进行研究。

1 热合连接件强度分析

本文通过电子式万能试验机测试热合连接件的强度，为了便于试验加载，试验前将试验件裁成长200mm，宽25mm。

1. 1. 常规热合工艺下热合连接件强度分析

常规热合工艺是通过热合条将囊体材料经过一次热压直接热合，通过电子式万能试验机测试其强度，其结果如表1所示。

表1 常规热合工艺下热合连接件强度

1.2 热压时长翻倍下热合连接件强度分析

在常规热合工艺的基础上通过增加热压时长（热压时长多一倍）对囊体材料进行热合，其强度结果如表2所示。

表2 热压时长翻倍下热合连接件强度

1.3 常规热合工艺后对热合连接件布面进行一次刷胶

在常规热合工艺下对囊体材料热合完成以后，再对热合条布面进行刷胶，其强度结果如表3所示。

表3 常规热合工艺下热合连接件强度

1.4 试验结果

综上，三种工艺下热合连接强度分别为84.2N/mm、88.6N/mm、106.8N/mm，热合连接件增加热压时长其热合连接强度提高了10.0%，热合后在热合条布面刷胶其热合连接强度提高了32.5%。

图1 三种热合工艺下热合连接强度对比

2 小结

本文通过对不同工艺下热合连接强度进行分析研究，得出了不同工艺下热合连接的强度，结果表明：热合后在热合条布面刷胶的工艺方式下其强度提高了32.5%。本文的研究方法及结果可为浮空器球体结构的设计提供有意义的参考。

参考文献

1 飞艇技术概论[M]. 国防工业出版社，甘晓华，郭颖编著 2005

2 杨秋萍，席德科. 飞艇技术发展现状与趋势[J]. 航空制造技术，2010(19): 78-81.

3 刘鹏，盛怀洁，廖明飞. 浮空器优势分析及其军事应用[J]. 飞航导弹，2011(9): 84-87

4 现代浮空器军事应用[J]. 黄宛宁，栗颖思，周书宇，张泰华. 科技导报. 2017(15)

5 系留气球压差与球体应力变化关系研究[J]. 何泽青,顾逸东,王生,张向强. 计算机仿真. 2009(02)