飛機結(jié)構(gòu)腐蝕問題及防護技術(shù)方案研究

田東奎

（中國直升機設(shè)計研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

通過對飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護設(shè)計，不但能夠提升飛機結(jié)構(gòu)耐腐蝕性，同時還能延長飛機結(jié)構(gòu)的應(yīng)用期限。在對飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護技術(shù)設(shè)計的過程中，需要綜合思考飛機結(jié)構(gòu)類型、應(yīng)用材料及加工工藝等因素，科學(xué)設(shè)定飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護技術(shù)方案，采取對應(yīng)的防腐對策，在減少飛機結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的同時，保證飛機結(jié)構(gòu)順利應(yīng)用。

1 飛機結(jié)構(gòu)防腐原則

1.1 全面性原則

要想減少飛機結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，就要對飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用功能、應(yīng)用期限和腐蝕防護之間關(guān)系有所認識，需要在進行飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，做好對應(yīng)的準備工作。首先，應(yīng)該對飛機產(chǎn)品應(yīng)用功能有一定了解，便于后續(xù)防腐設(shè)計工作開展。其次，延長飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用期限，精心選擇相關(guān)材料，做好對應(yīng)的防護工作，從而保證飛機結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計的合理性和全面性。

1.2 環(huán)境性原則

首先，結(jié)合飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況，針對起應(yīng)用環(huán)節(jié)加以解析，及時找出應(yīng)用環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象部分或者環(huán)節(jié)。其次，不僅要給予飛機結(jié)構(gòu)充分重視，同時還要加強局部應(yīng)用環(huán)境的探究，利于及時找出和處理零部件腐蝕問題。

1.3 功能性原則

從飛機結(jié)構(gòu)自身角度來說，自身存在一定繁瑣性，并且這種繁瑣性將直接影響應(yīng)用者安全。假設(shè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在腐蝕現(xiàn)象，不僅會給飛機正常應(yīng)用造成影響，同時還會縮短飛機應(yīng)用期限。因此，在進行飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護設(shè)計時，需要在迎合力學(xué)性能的情況下，選擇具備抗腐蝕功能的材料。

2 飛機結(jié)構(gòu)的腐蝕問題產(chǎn)生因素

2.1 外界因素

通常情況下，發(fā)生腐蝕現(xiàn)象幾率相對較高的領(lǐng)域主要有沿海區(qū)域及大氣污染較為嚴重的區(qū)域。具體體現(xiàn)在四個方面。其一，和內(nèi)地進行比較，通常沿海區(qū)域腐蝕程度較為嚴峻。其二，和北方領(lǐng)域進行比較，南方由于氣候潮濕，飛機結(jié)構(gòu)腐蝕情況較為嚴重。其三，從飛機自身角度來說，水上飛機腐蝕程度遠遠高于陸地飛機腐蝕程度。其四，針對飛機自身零部件來說，機翼腐蝕程度遠遠大于機身，特別是尾翼方面，由于尾翼腐蝕部位通常以受力構(gòu)件、梁緣條為主，而尾翼發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的部位通常在蒙皮、配重位置。機身則體現(xiàn)在蒙皮、龍骨架等位置。

2.2 結(jié)構(gòu)因素

首先，各個金屬接觸位置由于存在各種類型的金屬材料，在密封不嚴或者有水汽進入的狀況下，將會出現(xiàn)電偶腐蝕；其次，緊固件及緊固孔四周等位置出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。最后，結(jié)構(gòu)縫隙位置、容易積水位置及容易積鹽位置等，都會出現(xiàn)一定的腐蝕狀況。

3 飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護技術(shù)方案

3.1 基本防護

（1）加強腐蝕介質(zhì)進入防護。機身上部及機翼等容易進入水的位置應(yīng)該采用密封處理對策，例如濕鉚接等，并且還要避免腐蝕介質(zhì)大量積留。在進行飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)該綜合思考避免水或者其他液體大量積留。內(nèi)部容易出現(xiàn)積水的位置，根據(jù)具體狀況，在飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中添加適量的排水通道，把各個位置的滲漏水、冷凝水引進到設(shè)有排水空洞的低凹處，從而實現(xiàn)水的排出。排水孔位置需要讓存積的水或者其他液體能夠順利排除。排水孔四周需要設(shè)有密封鉚接，結(jié)構(gòu)外形設(shè)計應(yīng)該做到簡潔明了，給后續(xù)防腐蝕施工工作順利開展提供便利條件的同時，還能降低灰塵、水氣等物質(zhì)的滯留。在進行飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，應(yīng)該避免出現(xiàn)凹槽等現(xiàn)象，防止出現(xiàn)腐蝕介質(zhì)存留狀況。如果存在腐蝕物質(zhì)存留現(xiàn)象，應(yīng)及時采取對應(yīng)的密封處理對策，避免介質(zhì)進入。

（2）定期通道檢查。定期對通道情況進行檢查，尤其是容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的位置，更好做好通道檢查工作。針對應(yīng)力腐蝕敏感材料，應(yīng)該適當?shù)臏p少設(shè)計應(yīng)力；應(yīng)該盡可能的降低應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)腐蝕現(xiàn)象。

（3）加強材料選擇。第一，應(yīng)該根據(jù)飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用功能、位置及環(huán)境等因素，合理選擇結(jié)構(gòu)材料。第二，在進行材料選擇的過程中，還要綜合思考材料強度、抗腐蝕性等，從而提升飛機結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性。第三，需要結(jié)合可能存在的腐蝕問題，選擇具備抗腐蝕功能的材料，在不考慮經(jīng)濟因素的情況下，通常需要選擇耐腐蝕性比較理想的材料。第四，應(yīng)該盡量的防止對腐蝕材料實施熱處理，并且考慮材料相容性及全壽命經(jīng)濟特性。

3.2 表面防護

（1）表面防護一般原則。飛機結(jié)構(gòu)表面防護作為減少結(jié)構(gòu)材料腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，一般在型號預(yù)發(fā)環(huán)節(jié)中進行明確。通常情況下，主要由兩部分組成，一個是無機防護層，另一個是有機防護層。在進行表面處理時，應(yīng)該秉持以下原則。首先，結(jié)合結(jié)構(gòu)材料自身特性及熱處理狀況等，合理選擇防護層，并確保起可以迎合各個型號飛機運行環(huán)境。其次，所選擇防護體系應(yīng)該具備耐蝕性能的全面數(shù)據(jù)，盡量選擇耐蝕性好的防護層。最后，注重防護層和被防護零件材料之間的相容性及限制應(yīng)用要求。

（2）結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計。在進行零部件選擇時，應(yīng)該保證配合面形狀簡單，利于貼合，防止出現(xiàn)強迫裝配現(xiàn)象。在進行結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計的過程中，應(yīng)該確保相互間不用緊固件連接的獨立零部件之間應(yīng)該具有一定間隔，并且在結(jié)構(gòu)件裝配時，通常不能存在銼修現(xiàn)象，防止造成零部件表面保護層的損壞。此外，在進行緊固件選擇的過程中，應(yīng)該和被連接的材料電化學(xué)性相容，鍍鎘的緊固件不可和鈦合金相連接。

（3）不同材料連接結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先，應(yīng)該選擇相同類型的金屬或者電位差比較小的不同金屬進行連接，并采用相容金屬連接方式。在根據(jù)結(jié)構(gòu)需求選擇不相容金屬連接過程中，應(yīng)該實施GJBl720 防護。其次，各個金屬之間應(yīng)該設(shè)定對應(yīng)的絕緣防護對策，例如涂漆等。并且采用陽極保護或者陰極保護對策。最后，針對不同金屬組建的機構(gòu)，應(yīng)該防止出現(xiàn)大陰極小陽極危機連接。

3.3 防排水和通風(fēng)設(shè)計

（1）結(jié)構(gòu)防水設(shè)計工作。首先，應(yīng)該做好機體結(jié)構(gòu)空隙密封處理工作，采用的密封方式主要有縫內(nèi)密封、縫外密封等。其次，把水密裝置設(shè)定在各個門邊緣位置。第二，將水密裝置設(shè)計到所有門邊縫內(nèi)、縫外聯(lián)合的密封方式實現(xiàn)對空隙的密封處理。最后，應(yīng)該密封機翼上表面的扣蓋及機身側(cè)面扣蓋，并在門窗等位置進行淋雨測試。

（2）結(jié)構(gòu)排水設(shè)計工作。首先，需要根據(jù)飛機結(jié)構(gòu)布局情況設(shè)定排水系統(tǒng)。其次，排水通道應(yīng)該具備較強的通暢性，確保在停機的情況下也能將積水進行排水。最后，應(yīng)該在積水相對較低的位置設(shè)定排水孔，假設(shè)存在溝槽等現(xiàn)象，應(yīng)該對其加以密封處理，在此過程中，應(yīng)該確保排水空洞直徑高于10mm。

（3）結(jié)構(gòu)通風(fēng)設(shè)計工作。首先，結(jié)合通風(fēng)需求及應(yīng)用環(huán)節(jié)，適當?shù)奶嵘L(fēng)結(jié)構(gòu)的實用性。其次，在不容易進水的位置設(shè)定固定式通風(fēng)口。最后，在活動式通風(fēng)門上設(shè)定開關(guān)，保證通風(fēng)的通暢性。

4 結(jié)語

總而言之，隨著航空技術(shù)的快速發(fā)展，飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護設(shè)計也得到了良好發(fā)展，例如排水、通風(fēng)等防腐蝕設(shè)計，在諸多飛機中廣泛應(yīng)用，并獲取了理想的應(yīng)用效果，值得在航空領(lǐng)域中全面普及和推廣。