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海军运8/9系列飞机结构腐蚀维护及修理技术

张兴金 秦存峰 张家堂
  
安家(建筑与工程)
2020年1期

摘要:本文简要分析了海洋环境下飞机腐蚀的危害,介绍了飞机腐蚀防护对策与控制措施。针对我国海洋环境下现役飞机使用环境、腐蚀特点研究制定了外场条件下飞机腐蚀防护对策与措施。

关键词:海洋环境;使用维护;防护技术

中图分类号:TU  文献标识码:A  文章编号:(2020)-01-138

1.概述

飞机腐蚀与其使用环境密切相关。与内陆地区一般环境条件相比,沿海及海岛环境更为严酷,具有高温、高湿、高盐雾和高强度太阳辐照的特点,飞机结构腐蚀速度及故障率会成倍增加。就现役飞机而言,研究制定外场条件下的腐蚀防护与控制(简称CPC)措施对于减轻腐蚀对飞机的危害,保持结构原设计、保证寿命内安全及提高飞机日历寿命,降低故障率,避免重大腐蚀故障,保障飞行安全具有重要意义。

2.飞机腐蚀的危害

2.1 诱发重飞机故障甚至导致飞行安全事故

飞机腐蚀会诱发飞机故障,轻者停飞待修,重者由于突发事故还会带来惨痛的损失甚至造成机毁人亡,严重降低部队战斗力,损失是难以用经济损失来估量的。例如:2007 年11 月,在密苏里州一架服役30 年的F15 飞机由于腐蚀疲劳导致空中解体,造成全球768 架飞机全部停飞。

2.2 增加修理费用及维护成本

飞机腐蚀问题比疲劳问题更为严重,因腐蚀问题造成的飞行事故频频发生,不仅直接影响到了飞行安全,还给部队机务维修工作带来了沉重负担,同时带来维修费用的大量提高。例如:美军超过50%的工作量与腐蚀有关。

3.飞机腐蚀防护对策与控制措施

3.1 健全组织机构

美军飞机的使用经验和研究结果均表明,海军飞机机体结构是CPC 的最重要对象,而且建立全寿命期CPC 的高效组织管理体系:

a)设计、制造和使用维护等各阶段CPC 的组织管理机构CPC 咨询委员会;

b)视情修正/更新CPC 总体技术要求/大纲等顶层指令性或指导性文件;

c)建立和完善飞机各阶段的CPC 技术实施程序。

3.2 构建标准体系

美军为了降低飞机腐蚀总成本,提高使用性能和系统安全性,研究制定了与腐蚀相关的一系列标准。在飞机结构抗腐蚀设计、性能评定方面,形成了系列化的设计、工艺、评价标准。如《飞机结构通用规范指南JSSG-2006》等。

3.4 新腐蚀防护技术研究

提升材料自身耐蚀性能,采用阻蚀密封技术、新型先进表面处理技术、高性能表面防护涂料等,可减少停飞维修时间等。国内外航空企业重视飞机新型或改进涂层技术的研发与应用,研究寿命达30 年以上的环保涂层。

3.5 使用维护及腐蚀修理

美军、英国皇家空军等非常重视军用飞机外场CPC,根据不同的机型制定了有针对性的检查维护措施,明确了飞机结构部位及各系统的腐蚀检查内容、方法及周期,及表面清洗、除湿干燥、腐蚀修理等CPC 技术体系,并研发出了清洗剂、缓蚀剂、去腐蚀产物膏及对应的技术标准,如MIL-DTL-85054D(AS) 等。

4.海洋环境下飞机结构使用维护及修理

4.1 总体思路

我国现役飞机CPC面临大量的技术难题,国内以往并没有针对性研究,技术薄弱。老旧海军飞机原有的腐蚀防护体系针对性不强,腐蚀防护设计不全面,外场维护要求不全,不能完全适应严酷的海洋环境要求。为减缓服役飞机腐蚀速度,需在现有相关研究的基础上,针对海洋环境的腐蚀特点,优先开展现役飞机结构防腐体系梳理、外场使用维护与腐蚀预防、修理等研究,总体思路归纳如图1 所示。

4.2 使用维护

4.2.1 针对性的外场腐蚀检查措施

收集整理海军飞机在使用和大修过程中的腐蚀问题,对飞机、防水、防潮、防腐蚀设计与工艺措施梳理,分析飞机腐蚀部位、程度及原因,确定易腐蚀部位、受环境影响的机载附件和系统、腐蚀关键件等,制定有针对性的外场腐蚀检查措施。

4.2.2 清除飞机结构表面污染物

针对海军飞机现有防护涂层选择合适的清洗剂、缓蚀剂等,并制定实施方案建议部队使用,定期清除飞机外表面污染物。

4.2.3 飞机排水、防潮和通风

研究外场排水、防潮和通风措施,纳入用户资料。需要特别强调的是,除湿干燥是海洋环境下飞机预防性措施的一项重要措施,对减少飞机结构腐蚀、机载设备故障率,提高飞机完好率具有重要作用。

4.2.4 保持飞机涂层和密封剂的完整

飞机表面涂层、密封剂是隔绝材料和环境的一道防线,使材料处于优良的状态中。

涂层除具有保护机体防止腐蚀的作用外,通常还具有其他的作用,如对燃料、高温等具有好的抵御能力。因此,在日常维护中防止机械损伤、酸碱和化学制剂侵蚀,保持涂层完整才能使它起到隔离外界物质与机体结构接触作用。

密封剂填充于连接结构缝隙处,对减缓缝隙腐蚀和电化学腐蚀的作用很大,如果破坏,要及时进行更换或填充。

4.2.5 去除整体油箱中微生物、沉积物

整体油箱内由于微生物的滋生繁殖,其排泄物侵蚀并穿透油箱表面涂层,进而腐蚀铝合金,有时造成漏油。如果飞机控制微生物腐蚀手段不严密,机翼蒙皮可能会缩短在5年内。通过定期检查燃油供应系统,燃油储罐、飞机加油车或飞机油箱投放杀虫剂等手段预防微生物滋生。

4.3 腐蚀损伤外场修复措施

检查发现腐蚀损伤后,必须采取有效的补救性措施对腐蚀损伤部位实施维护和修理,需遵循以下原则。

a)修复前确保飞机结构中不残留腐蚀产物,修复后保持机体内外表面洁净和防护涂层完好;

b)进行飞机腐蚀损伤分析和修复设计时,在必须满足结构静强度要求,关键件、重要件,必须满足耐久性和损伤容限要求。

c)涂覆硬膜缓蚀剂和软膜缓蚀剂可作为飞机外场临时维护和修补的手段;

d)外场腐蚀修复后应不破坏原结构的可检性,要保持表面洁净和防护涂层完好、确保结构中不残留腐蚀产物,不应引起二次腐蚀;

e)当腐蚀损伤程度超出修理容限,或者对飞行安全构成威胁时,按照相关程序上报专题研究解决。

参考文献

[1]李洸 . 浅议飞机结构腐蚀及维护[J].民营科技.2015 (10)

[2]肖珺.飞机结构腐蚀防护和控制研究[J].科技创新与应用.2014(1).33-34.

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