老齡直升機機體結(jié)構(gòu)腐蝕分析技術(shù)應用研究

劉彩云

摘 要：人們通常以為直升機飛行到了其設計規(guī)定的“使用壽命”時，就要退役停飛，實際上，許多國外直升機到了使用壽命仍然持續(xù)飛行。該文介紹了老齡國外直升機的機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估技術(shù)，并建議國內(nèi)現(xiàn)役直升機從目前“G”檢或“D”檢實際所做的老齡直升機大修或翻修工作回歸到按主要維護建議或維修大綱規(guī)定的檢查工作。

關(guān)鍵詞：老齡直升機;機體結(jié)構(gòu);狀態(tài)/腐蝕分析評估

中圖分類號：? V275? ? 文獻標志碼：A

0 前言

老齡飛機是指超過設計使用壽命仍然在運行的飛機，老齡飛機必須進行機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估和相應的大修或翻修才能確保飛行安全延長其服役時間，無疑老齡直升機也不例外。

通常，直升機機體結(jié)構(gòu)給定的使用壽命是按照統(tǒng)計的壽命剖面和使用載荷，通過相應的試驗所確定的損傷狀態(tài)，經(jīng)分析計算給定的，然而直升機在實際使用中，其環(huán)境應力及遭受的飛行載荷通常不如試驗和分析所施加的那么嚴重，因此，這為超過使用壽命的直升機繼續(xù)飛行留下了相應的空間，但是對于老齡的直升機，在達到使用壽命之后，直升機機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其剩余壽命必須通過相應的結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估技術(shù)予以確定，并通過相應的翻修工作，以確保超過使用壽命后，仍安全飛行。

1 老齡直升機機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析

這種機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析（ACE/AACE）它是基于狀態(tài)而不是基于時間的維修分析，或者說是以可靠性為中心維修（R cm）的視情維修（O cm）分析的一種特殊維修方式。

據(jù)R cm的視情維修方式的定義，適用于視情維修方式的產(chǎn)品應符合下列準則：

（1）必須能檢測到其故障模式。

（2）表示產(chǎn)品的潛在故障（功能故障之前）的準則必須能明確的定義。

（3）檢查的時間間隔必須足夠的長，以便在計劃的時間間隔進行檢測。

按照這一定義或準則，它具有清楚的潛在故障定義，正如后面所說，它給出產(chǎn)品因老齡造成的性能退化程度及設計制造使用維修差錯/缺陷因老齡退化的速度;其時間為臨近使用壽命的時間間隔。

在ACE/AACE的分析評估中是以狀態(tài)指示器或狀態(tài)指示來表示老齡直升機潛在故障定義。

因此老齡直升機的故障指示器或故障狀態(tài)是ACE/AACE分析評估的關(guān)鍵。在確定狀態(tài)指示器或狀態(tài)指示時，應考慮下列因素：

（1）老化造成產(chǎn)品性能退化的程度。

（2）因設計制造和使用維修造成結(jié)構(gòu)缺陷，導致可靠性/安全性退化速度。

（3）基地維修能力。

（4）對故障的可達性及其檢測性。

其中對故障的可達性及檢測性，這一考慮很重要，它能避免過度的拆卸/分解和使用復雜而笨重的檢測設備，且快速地完成結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕的分析評估。

2 國內(nèi)老齡直升機存在的問題

目前，國內(nèi)在役直升機都是按照以可靠性為中心的維修大綱來確定機體結(jié)構(gòu)部件及機載成附件計劃維修時間。具體地說對于整機都規(guī)定了包括各種“T”檢和“G”檢或者“A、B、C、D”檢查，從這些檢查時間所指定的檢查內(nèi)容來看，它們都是動部件及一些耗損性損傷的機械部件和機電部件的功能檢查。按照國外相似機型的維修要求，這些“檢查”工作是在中繼級或內(nèi)場進行。例如中海直引進的AS350小松鼠直升機的“T”“G”檢都是在內(nèi)場進行，然而國內(nèi)在役直升機的“G”檢或“C”“D”檢都返回到承制廠（或基地級）進行。它不是按主要維護建議的“G”檢要求進行相應的“檢查”工作，而是大拆大卸，脫漆檢查等老齡直升機的翻修大修工作。目前進行“G”檢和“D”檢工作，事實上是老齡直升機翻修或大修的工作。國內(nèi)某型機到現(xiàn)在為止，做過2次類似于老齡直升機工作的“G”檢（共計1 500 h+2 000 h時），第二次G檢時，沒有發(fā)現(xiàn)機體結(jié)構(gòu)狀老齡損傷及結(jié)構(gòu)腐蝕危及飛行安全的故障。例如，多架機的應急拋放門的拋放力，雖然略增大，但仍在設計的容許范圍內(nèi)，尾梁的下垂度也在規(guī)定的范圍內(nèi)，顯然，按老齡直升機這種大拆大卸的翻修方式實施“G”檢和“D”檢工作是不合適的，因此應回歸到維修大綱中“G”檢和“D”檢工作而不是大拆大修的翻修工作。

由上分析，在“G”和“D”檢規(guī)定的時間里，完成老齡飛機大拆大修的翻修工作，不僅不能實現(xiàn)老齡飛機翻修目的，而且，這種不必要的大拆大修會帶來維修差錯或意外的結(jié)構(gòu)損傷，降低部件的使用壽命，且使翻修后的早期故障徒升，這是“G”“D”檢不樂見的結(jié)果，另外，這種無謂的大拆大修工作浪費了人員/人力和維修費，同時影響了機群出勤率或使用可用度。

3 針對國內(nèi)老齡直升機提出建議

目前國內(nèi)直升機機群有多個型號的直升機，它們的使用時間，在未來一個不太長的時間步入老齡化時期。

（1）直升機到了設計時所規(guī)定的使用壽命，不是如人們所理解的那樣要予以退役停止使用，而是根據(jù)直升機結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估，確定老齡直升機腐蝕和老齡耗損故障狀態(tài)，確定其剩余壽命，通過大修或翻修使之繼續(xù)服役，這在直升機全壽命費用高漲和搶占直升機市場的時代，無疑是一種經(jīng)濟有效的方法。

（2）做好老齡直升機結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估工作的關(guān)鍵一步，就是要基于以可靠性為中心維修分析及視情維修或基于狀態(tài)維修方法，確定部件能予以測定的老齡耗損/腐蝕狀態(tài)，并與其明確的故障定義相比較。直升機結(jié)構(gòu)部件，其外場使用的壽命剖面或使用應力，并不像部件的確定使用壽命那樣的嚴酷，這使得結(jié)構(gòu)部件到了所規(guī)定的使用壽命或翻修間隔期仍有其剩余壽命，具有使用的空間，確定部件狀態(tài)是關(guān)鍵和重要的。

（3）將現(xiàn)役型號D檢或G檢時的這種基于老齡直升機大拆大修的維修，回歸到主要維護建議或維修大綱所規(guī)定的檢查和修理工作。

目前國內(nèi)直升機故障信息的收集、整理、分析是短板，無論設計、使用維護、壽命可靠性評估等，沒有充分利用以往型號的信息來幫助工作的開展，一個新型號的研發(fā)，其可靠性、維修性及耐久性工作似乎都是在一張白紙上重新規(guī)劃，因此，必須按規(guī)范建立國內(nèi)的直升機信息數(shù)據(jù)庫，不僅可靠性分析，維修性設計分析需要以往型號信息數(shù)據(jù)，老齡直升機狀態(tài)/腐蝕分析評估都需要，建立實用的規(guī)范的數(shù)據(jù)庫刻不容緩。

4 結(jié)語

該文是在討論研究美國陸軍航空兵系統(tǒng)老齡直升機AH-64、UH-60、CH-47等直升機機體結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕分析評估技術(shù)的基礎(chǔ)上，為國內(nèi)即將進入老齡使用期的現(xiàn)役直升機提出相應的建議，為這些老齡直升機的結(jié)構(gòu)狀態(tài)/腐蝕評估進行相關(guān)技術(shù)的研究，從而使老齡直升機實現(xiàn)經(jīng)濟有效的翻修。

參考文獻

[1]杜洪增.老齡飛機可靠性與安全性評估[M].中國：中國教育文化出版社，2004.

[2]閆楚良，劉克格.飛機結(jié)構(gòu)經(jīng)濟壽命可靠性設計與評定[J].振動測試與診斷，2012，32（3）：355-363.

[3]張棟.飛機結(jié)構(gòu)的腐蝕和腐蝕控制[M].北京：國防工業(yè)出版社，1993.

[4]劉世興.飛機腐蝕預防與維修[D].天津：中國民航學院航空工程系，2005.

[5]穆志韜.軍用飛機的腐蝕檢測與監(jiān)控技術(shù)[J].航空維修，2002（1）：38-40.