航空裝備腐蝕防護與控制系統構架研究

唐鉑，史左敏，張興金

（1.空軍裝備部駐漢中地區軍事代表室，漢中 723000；2.航空工業陜西飛機工業(集團)有限公司，漢中 723000）

引言

腐蝕和疲勞是造成軍用飛機和民用飛機結構破壞的兩大重要因素，但在飛機服役過程中純粹的疲勞破壞是極其少見的，大多數是在周圍介質影響下的腐蝕疲勞。著名專家Bcohen提出“最大限度地減少腐蝕和它對飛機結構和零件的危害，是當今空軍面臨的主要問題之一”[1]。

近年來我軍航空裝備隨著服役年限的增長、海上活動范圍擴大及停留時間的增加，腐蝕問題也逐漸凸顯[2]。經過對腐蝕數據的調查分析，航空裝備腐蝕的主要原因是：一方面對裝備服役環境的惡劣程度認識不充分，設計不合理、制造工藝不恰當、使用維護措施不合理、部分老舊裝備腐蝕防護體系相對落后等；另一方面對裝備腐蝕防護與控制工作缺乏有效的科學管理[3]。

做好航空裝備腐蝕防護與控制工作，不僅要研究和發展先進的腐蝕防護與控制技術，更重要的是有系統的頂層規劃、完整的管理架構[4]、合理的運作流程。目前國外基于腐蝕防護系統工程理論開展全面系統的全壽命周期腐蝕防護工作，以腐蝕控制系統工程學為基礎，貫穿裝備論證、設計、制造、使用、維護等全過程，確保裝備全壽命周期腐蝕防護與控制工作的協調性和延續性，達到技術和管理的有機結合。

1 美軍腐蝕防護與控制構架

上世紀70年代，美國、英國、日本等國就開展了系統的裝備腐蝕防護與控制工作，尤其美軍在裝備腐蝕防護與控制方面的研究一直走在世界前列[5]。從第3代戰斗機開始開展了腐蝕防護與控制系統工程學研究，逐漸擺脫傳統以修理為主的被動應對飛機腐蝕的理念，將裝備腐蝕控制研究發展成為防護系統工程學，形成系統的防腐蝕技術體系[6]。

由于美軍二戰以后經歷頻繁的海外軍事活動，充分認識到了裝備腐蝕的嚴重危害，美國國防部決定必須采取合理的腐蝕防護措施。尤其進入21世紀，美國國會通過立法的形式，制定了相關法律條款并列入《美國法典》，提出了腐蝕防護與控制的頂層管理要求，構建了國會監督，國防部負責的腐蝕與防護執行委員會，明確了各級組織機構的職責以及彼此隸屬關系，如圖1所示[7]。

由圖1可知，腐蝕與防護執行委員會自上而下，涵蓋了項目全壽命周期，包括了項目管理、參研、使用等所有單位和個人。腐蝕與防護執行委員會以國防部為領導，部長助理負責資源調配及各部門之間分工、工作協調，統籌部署各項腐蝕防護工作開展；執行委員會中高層領導按照分工負責提出并落實腐蝕防護戰略性計劃，定期向上級匯報腐蝕防護政策運行及監督情況等；根據實際運行情況提出改進建議，持續降低腐蝕對武器裝備和基礎設施的影響。另外腐蝕防護執行委員會下設各執行部門，各執行部門負責其管轄領域的腐蝕防護政策和措施落實并逐級反饋，保證整個體系高效運行。

圖1 美軍腐蝕與防護執行委員會組織結構圖

表1 美軍腐蝕防護與控制相關標準

通過腐蝕與防護執行委員會高效運行，幾十年來美國制定、修訂了大量的腐蝕控制相關標準、規范和文件，并逐漸形成較為完整的全軍統一的腐蝕防護與控制標準體系，如JSSG-2006《飛機結構通用規范》等，見表1所示[8,9]；國防部主導發展國家腐蝕數據庫，實現裝備使用單位、工業部門數據共享等。最大限度使用先進的設計理念、壽命預測和風險評估策略及合理的管理機制和先進的腐蝕防護技術，實現減少或抑制腐蝕損失的目的。

2 我國腐蝕防護與控制現狀

近年來我國已經逐漸認識到腐蝕對武器裝備的危害性和腐蝕防護的重要性。國內在2000年前后先后啟動了“中國工業與自然環境腐蝕問題調查與對策”、“腐蝕成本經濟性分析與防腐策略研究預研”等項目[10,11]，在相關項目推動下我軍也在腐蝕防護方面投入了大量的精力，但更多的是注重于腐蝕防護技術，對其他領域缺乏重視，管理相對寬松。與美軍相比還存在著較大的差距，例如：缺乏管理與技術咨詢機構、標準體系不健全、環境及裝備腐蝕數據匱乏、專業技術人才不足等。因此急需在借鑒美軍經驗基礎上結合我軍自身特點不斷提升、完善。

3 國內航空裝備腐蝕防護與控制系統構架

3.1 建立腐蝕防護管理構架

從美軍經驗來看，腐蝕防護與控制涉及領域廣泛，除技術本身外，還包括配套設施建設等多領域。目前，我軍腐蝕防護更多關注于腐蝕防護技術又缺乏統一管理、各自為政，對其他領域缺乏重視，管理流程不規范。因此，建議構建航空裝備腐蝕防護與控制管理機構，由裝備主管機關抓總，總體論證單位及航空主機廠所為主體，軍代表、使用部隊、大修廠及專業領域專家和管理人員為成員，負責新研航空裝備腐蝕防護與控制全壽命周期管理工作。通過管理機構明細各階段所涉及單位職責和權力，發揮其積極性和主動性，形成“軍方單位要求具體明確、承建單位循規設計生產、監管機構按標嚴格監督、使用部隊精心維修保養、裝備腐蝕數據有據可查”的機制；按照全系統全壽命周期管理原則，積極構建飛機腐蝕防護技術研究、試驗評估、成果推廣、技術管理、資源共享的機制；科學推進飛機腐蝕控制工作高效、規范、常態化開展，保證腐蝕防護與控制的全面性。

3.2 健全腐蝕防護標準體系

相對美軍腐蝕防護與控制標準體系，我國現有航空裝備腐蝕防護與控制領域的標準數量少，主要為國家軍用標準和航空標準。如GJB/Z 137《海軍飛機腐蝕修理方法及修理容差指南》、GJB/Z 138《海軍航空裝備腐蝕控制要求指南》、GJB 2635A《軍用飛機腐蝕控制防護設計和控制要求》等。這些標準未形成一套完整的標準體系，且更新速度慢，不能指導和保障航空裝備全壽命周期腐蝕防護與控制工作有序進行。

參照國外腐蝕控制標準體系及經驗，根據航空裝備論證、設計、制造、使用維護、維修等各階段特點，結合現有裝備設計標準規范、材料體系、表面涂鍍層、試驗條件、腐蝕防護技術管理等方面，制定中長期腐蝕防護與控制工作規劃；在現有標準基礎上健全包括基本標準、結構設計標準、材料及工藝標準、試驗與評價標準、管理標準等腐蝕防護與控制標準體系。以便統一規劃協調管理，對航空裝備全壽命周期腐蝕防護與控制工作規范化，充分發揮標準在裝備全壽命周期各階段的指導作用和保障作用。

3.3 構建腐蝕數據庫

由航空裝備腐蝕防護與控制管理機構主導，構建共享腐蝕數據庫系統，如圖2所示。通過該數據庫有效運行實現腐蝕數據采集、數據查詢、數據分析、用戶管理、數據維護等功能，大量的腐蝕損傷數據及使用環境對今后航空裝備的設計（或改型）、維修決策及修理方法提升等提供可靠的科學依據。另外大量信息數據還可以為機關和腐蝕控制管理機構決策提供技術支持，不斷調整腐蝕防護與控制戰略規劃，持續更新標準體系，進而從根本上提升航空裝備全壽命周期腐蝕防護技術[12,13]。

腐蝕數據庫系統應該至少包含腐蝕數據庫、數據處理模塊等，該系統由航空裝備腐蝕防護與控制管理機構負責日常維護及管理，同時向成員單位共享，為技術決策提供數據支撐。另外腐蝕數據庫應該至少包含以下數據：

1）環境數據，主要包括航空裝備服役機場/區域的氣象數據；

2）腐蝕理論，主要包括航空裝備結構材料腐蝕機理、類型及原因，結構易腐蝕部位及特點，腐蝕檢查及判定方法，使用維護中的腐蝕預防、損傷容限及修理技術等；

3）裝備腐蝕數據，主要指現役裝備腐蝕數據，數據應包含裝備履歷信息、腐蝕部位、腐蝕類型、腐蝕部位的材料，腐蝕的描述、腐蝕尺寸、腐蝕照片及修復或修理方法等。

圖2 腐蝕數據庫系統框架

3.4 提升軍地腐蝕人才隊伍

當前，國內無論軍方還是設計制造部門缺乏專業的腐蝕防護人員，大多采用兼職或兼管的形式，職責不明，業務不精，嚴重影響航空裝備腐蝕防護工作高效開展[14]。因此，加強腐蝕防護與控制專業建設，在軍地科研院所及院校、設計院（所）建立腐蝕防護技術專家隊伍，在生產廠、修理廠等建立腐蝕防護技術應用隊伍，在使用部隊建立腐蝕監測維護技術隊伍；提升軍地腐蝕防護技術人員技術能力，提高腐蝕防護管理人員管理水平具極其重要。

4 結束語

航空裝備腐蝕防護與控制是一項復雜的系統工程，涉及多學科、多領域交叉融合。因此，在不斷深入航空裝備腐蝕防護與控制技術領域研究的同時，借鑒美軍腐蝕防護與控制發展經驗，研究構建適合我國航空裝備管理實際情況的腐蝕防護管理機構，其推動下構建腐蝕數據庫并不斷積累充實，在現有的標準基礎上進行修改、補充和完善逐漸形成體系，同時提升軍地腐蝕專業人才隊伍建設。不僅有效提升我國航空裝備腐蝕控制技術水平，而且可以有效縮減維修成本，避免因腐蝕引發重大安全事故，保障裝備出勤率、戰斗力以及使用壽命。