飞机三防技术分析.pdf

642024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview0 引言除了工作量和维护成本外，沿海地区的特殊环境对飞机的飞行安全也有严重影响。统计表明，沿海地区飞机失效总数中一半以上的飞机故障是由环境因素引起的，其中约 55由温度因素引起，约 19由潮湿因素引起，约15由霉菌因素引起，约 6%由盐雾和沙尘因素引起，约5%由振动因素引起。飞机故障与振动、温度、霉菌、湿度和盐雾因素相关，飞机机载电器类产品因潮湿因素影响，约占飞机潮湿失效总数的 80%1。因此，沿海服役飞机做好防湿热、防盐雾、防霉菌（简称“三防”）工作是其提高环境适应性的基础要求。1 沿海环境导致飞机产品失效的机理分析试验研究表明，纬度越低，离海岸线越近，飞机就越容易发生腐蚀。受盐雾、霉菌、潮湿、高温环境的影响，飞机长期在海洋大气环境中，尤其是在亚热带或热带环境中，失效速度加快。腐蚀是飞机失效的主要形式之一，其中最常见的是电化学腐蚀和应力腐蚀。飞机腐蚀主要表现为飞机结构件金属腐蚀（见图 1），表面防护层脱落，材料腐蚀，金属在应力过大和应力集中等部位发生疲劳裂纹和腐蚀裂纹，橡胶制品和复合材料等分层、剥离、膨胀、黏着、龟裂、侵蚀和老化等现象加快。1.1 高温在外界高温环境下，起动机、发动机的抗疲劳性和起动性能变差，飞机运动器件发热，其散热性和润滑性变差，发动机的排气温度增加，使发动机叶片易发生高温氧化和腐蚀。此外，还会使飞机各部位热胀冷缩不均，可能造成飞机受力不均、配合不严、气液泄漏、钢索张力不符合要求等后果。1.2 潮湿 空气潮湿度对飞机结构有很大影响，金属表面的空气潮湿度大于 65%时，飞机金属表面可生成水膜；金属构件表面的空气潮湿度大于 76%时，容易形成电解液环境，使金属结构件腐蚀、加速氧化；飞机结构材料的空气潮湿度大于 80时，因受潮容易引起结构组织疏松、体积膨胀变形、材料吸水，使飞机重量增加，造成涂层损伤、材料老化、破裂、强度降低；当空气潮湿度增加到一定程度时，微生物具备滋生条件，导致飞机油箱聚氨酯泡沫发生微生物污染或发生水解而掉渣，甚至造成燃油、滑油、液压油变质；当发动机上高压点火电路受潮时，高压部分因严重漏电，使起动点火能量不够，严重时会出现发动机起动困难或起动不成功。实践表明，飞机结构件在高温、潮湿、盐雾、霉菌和污染等环境条件并存时会因腐蚀导致失效速度加快。1.3 盐雾盐雾是电解液的一种，电解溶液电导率随溶液盐分浓度增大而增大，使金属腐蚀速度加快，溶液中氧溶解度在盐分浓度达到一定值时会出现下降趋势，金属的腐蚀速度随之下降。飞机金属在盐雾与高温、潮湿、大气污染、飞机尾气等其他条件并存时，腐蚀速度会加快。当飞机被盐雾侵入时，在酸、钠、硫、氯等离子作用收稿日期：2023-06-05作者简介：陈健（1987），男，辽宁营口人，工程师，从事飞机售后技术保障工作。通讯作者：赵安家（1970），男，辽宁庄河人，研究员，从事飞机与发动机调试试飞技术研究工作。飞机三防技术分析陈健赵安家（沈阳飞机工业（集团）有限公司，辽宁沈阳 110850）摘要：飞机金属、橡胶、涂层、油料受沿海地区潮湿、霉菌、高温、盐雾等环境影响，导致老化、变质、剥离、腐蚀，危及飞机安全。为保证飞机在沿海地区的飞行安全，从飞机的设计、装配、加工、保养、维护等多方面出发，采取全面、有效的控制措施，加强飞机的抗霉菌、抗湿热、抗盐雾能力，对飞机的设计、装配、加工、保养和维护等工作具有一定指导作用。关键词：沿海地区；腐蚀；三防；湿热；霉菌；盐雾 中图分类号：TG179 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2024)02-0064-03图1 某型飞机所属子系统腐蚀情况频次统计652024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview下，金属表面形成电解液膜，与特定金属发生化学反应，使电器件和金属附件产生腐蚀。非金属涂层在盐雾与潮湿的共同作用下，出现起泡、起皱、脱落、开裂、导线漏电、绝缘层失效及其他缺陷2。1.4 霉菌霉菌是一种微生物，飞机上的微生物在适宜温度、水分、养分和酸碱度等环境下，会迅速滋生、繁殖。微生物代谢物呈弱酸性，会腐蚀飞机特定部位的金属细线，形成斑点，影响产品外观质量和电路通导性，还腐蚀飞机涂层、合金元件等，破坏机械性能和材料结构，可能造成油箱壁板穿孔，导致燃油渗漏，甚至导致飞机失火。1.5 灰尘当飞机表面聚集灰尘时，在高温、潮湿、盐雾和霉菌等因素综合影响下，形成毛细管作用，提高了水分吸收和蔓延的速度，大大加快了飞机电化学腐蚀及微生物腐蚀的速度。除了灰尘因素外，飞机在设计、加工装配、维护使用等各个环节存在的不足也是造成飞机产品的失效因素之一。因此，为了飞机的安全性，必须从多方面采取综合有效的措施。2 增强飞机三防能力措施2.1 合理选用材料在设计选材上，应采用抗霉菌、耐腐蚀或者有涂覆保护的材料。在材料选用上，要遵循 6 点要求。（1）相邻材料必须兼容，不产生化学反应。（2）飞机上易产生腐蚀部位，优先选用耐腐蚀和耐湿热的材料，选用不易吸水的材料做绝缘体。（3）使用抗霉材料代替易发霉的材料。（4）需要使用密封剂对飞机不同材料的贴合面进行湿态装配，或用惰性绝缘材料进行隔离，采用整体防护控制。（5）相互接触金属结构尽量采用相近或电位相同的金属材料，采取涂层绝缘保护。（6）科学使用化学防霉剂与杀菌剂，消杀密封部位微生物。2.2 采取表面防护措施首先，确保飞机表面防护工作的科学性和有效性，改善表面工艺防护措施，对外露于大气易产生腐蚀金属的表面采取表面处理和防护措施。其次，加强飞机维护与保养，定期清洗飞机，检修飞机表面涂层。2.3 合理设计飞机结构（1）为了防止飞机积存冷凝水、雨水等腐蚀介质，选择结构件内部和外部的几何形状以及它们的安装位置时，应考虑便于排水、通风以及快速干燥等要求。在进行结构设计时，应该避免下凹结构，并且尽可能使用倾斜的表面，减少飞机和设备外壳中容易滋生的霉菌以及容易腐蚀的结构形式。（2）对产品口盖、飞机舱室等密封性结构进行合理设计。为了防止飞机上的缝隙受到腐蚀，在接头、连接和接缝处应该采取相应的密封技术。对电子产品的插头、口盖、舱室尽量采取密封措施，电子产品的外部结构要便于排水，防止积水和积垢3。（3）优化结构设计，降低飞机结构的应力疲劳、应力集中和疲劳腐蚀，消除或降低装配应力、集中应力和残余应力。（4）对燃油系统采取有效的防水设计，以减小燃油微生物污染4。必要时，密闭舱室可采用绝热设计，有效降低内部结露与积水，飞机舱室可以采用加热、通风、除雨、除水和增压等环控技术。（5）加强飞机配套成品三防设计，尤其是印刷电路，应采用适宜的三防涂覆技术5。2.4 采用三防维护设备长期在沿海地区，尤其是在热带或亚热带服役的飞机，应配备防晒蒙布、防雨蒙布、堵塞和胶套，配备地面通风设备和微生物污染检测设备。2.5 提高飞机加工制造水平（1）在飞机制造和维护工艺上，使用表面工艺防护措施，涂层和涂装工艺应可靠、有效、合理。飞机飞行过程中，应避免酸、碱、盐污染，避免损伤表面防护层。（2）使用先进适宜的氟碳涂料、离子镀膜等新材料和新技术。（3）易出现三防问题的电子产品，上盖前应将内部杂质清除，确保气密装配5。（4）螺纹连接、铆接、搭接等安装部位采用必要的湿装配工艺措施，以消除金属电位差和间隙。2.6 做好飞机淋雨试验充分做好飞机的淋雨试验工作，一旦出现漏雨问题，要及时采取修复措施。2.7 加强飞机保养、维护和检修（1）在空气湿度较大的情况下，应使用空调对飞机进行通风除湿,对湿度比较敏感和需要特殊处理的设备，应根据具体情况进行通风和除湿。（2）长期在潮湿环境或长期处于停放状态的飞机，应加强飞机的维护、维修和保养，正确使用飞机缓蚀剂、防锈剂和清洗剂等，定期检查飞机排水、防潮、通风等情况是否良好6。（3）对飞机线路定期检测电阻，以判断电路绝缘性、通断性是否合格，在日常维护中应加强对飞机搭铁线的搭接电阻检查，必要时喷涂导电漆。（4）春秋换季时，将飞机壁板与软油箱之间的滑石粉以及座舱盖口框与座舱盖气密胶带之间的滑石粉换新。（5）及时检查飞机轮舱、发动机舱与其他暴露的电缆662024年1月下 第02期 总第422期工艺设计改造及检测检修China Science&Technology Overview接线装置，尤其是机身底部、起落架、飞机尾部电缆的包扎情况，对容易腐蚀和发霉的插头要采取包扎、清洗、灌密封绝缘胶等，科学进行绝缘处理，清洗处理并灌胶防护容易腐蚀的缝隙部位。（6）对结构件的腐蚀和损伤部位及时进行维修，清除腐蚀性物质和锈迹，再用钝化、发蓝等化学方法对结构件表面进行处理，最后喷涂专用的底漆与面漆。（7）尽量避免飞机涂层尘垢沉积、表面磨损、损伤、开裂、老化、腐蚀等现象，发现问题及时进行解决。为避免螺纹之间的缝隙出现腐蚀，应使用具有较好流动性的硅橡胶或透明清漆点涂在螺纹中部，然后再上紧。（8）加强日常维护，对飞机和发动机等零部件进行三防维护和检查。（9）缩短飞机的清洗、润滑、检查、修复和保养工作周期，科学使用专用清洗剂清洗飞机蒙皮。清洗飞机蒙皮时，严禁使用非指定的清洁剂（如洗衣粉、稀硫酸溶液等）。在沿海环境下发动机流道和压气机叶片的油垢，须使用专用的清洗剂定期清洗，以保证发动机流道的清洁畅通，保证发动机推力性能。3 结语飞机的三防工作是一项科学而复杂的系统工程，只有在飞机设计、制造加工、使用、保养、维护和维修等环节加强表面防护，优化结构设计，合理选用原材料，实时对飞机或产品进行通风干燥，勤保养，勤检修7，才能保证飞行安全，提高飞机出勤率。参考文献1 梁定平,刘钧贤,郭龙.浅谈飞机的腐蚀原因与防护J.科技信息,2010(11):120-121.2 李耀,樊欣迪.飞机腐蚀机理分析研究及防护能力提升思路J.中国科技信息2020(21):118-119.3 赵安家,吴光奎.飞机多余物预防控制措施探析J.中国科技纵横,2018(11):37-39.4 赵安家,施广生,韩笑.军机燃油微生物污染的研究J.飞机设计,2017,37(5):48-52,63.5 姚洪艳.电工电子设备三防技术分析J.通信电源技术,2019,36(9):254-2556 商兴华.海军飞机腐蚀规律探索及腐蚀控制方法探讨J.航空标准化与质量,2021(10):39-41.7 马红星,刘成臣.关于海洋环境下飞机腐蚀防护与体系的思考J.环境技术,2022(1):7-11.Analysis of Aircraft Three Defense TechnologiesCHEN Jian,ZHAO Anjia (Shenyang Aircraft Industries（group）Co.,Ltd.,Shenyang Liaoning 110850)Abstract:Aircraft metals,rubber,coatings,and oil are affected by environmental impacts such as humidity,mold,high temperature,salt and mist in coastal areas,and other environmental impacts caused by environmental influence.To ensure the safety of the aircraft in the coastal areas,the article states that it is necessary to take comprehensive and effective control measures from the design,assembly,processing,maintenance,and maintenance of the aircraft in order to strengthen the capacity of anti-mold,hydrogen and heat,and anti-salt fog ability of the aircraft.It has a certain guiding role in the design,assembly,processing,maintenance,and maintenance of aircraft.Key words:coastal areas;corrosion;three defenses;damp heat;mold;salt