老齡化通用航空器維護(hù)技術(shù)探討

孫毅

東方航空技術(shù)有限公司 上海 200436

1 航空器概述

航空器即是在大氣層內(nèi)進(jìn)行可控飛行的飛行器。任何航空器都必須產(chǎn)生大于自身重力的升力，才能升入空中。根據(jù)產(chǎn)生升力的原理，航空器可分為兩大類：輕于空氣的航空器和重于空氣的航空器。前者靠空氣靜浮力升空；后者靠空氣動(dòng)力克服自身重力升空。

2 老齡化通用航空器隱患

2.1 廣布疲勞損傷

許多工程結(jié)構(gòu)和老齡化的航空器都存在一種典型的損傷形式-廣布疲勞損傷。這一術(shù)語(yǔ)來源于阿羅哈事故的分析報(bào)告。隨著循環(huán)應(yīng)力的作用，在航空器的蒙皮結(jié)構(gòu)中鉚釘孔邊會(huì)出現(xiàn)多條疲勞裂紋，呈現(xiàn)多處損傷（MSD）的物理特征。這種損傷形式可使結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度明顯降低，并在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致裂紋的突然連通，從而破壞航空器的物理完整性[1]。

2.2 高振動(dòng)區(qū)域裂紋

通用航空領(lǐng)域廣泛使用直升機(jī)完成作業(yè)任務(wù)。直升機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)于固定翼飛機(jī)更加復(fù)雜，旋轉(zhuǎn)部件更多，因此帶來的振動(dòng)問題將使更多的部件承受交變載荷。由此使直升機(jī)在老齡化過程中有更多機(jī)會(huì)產(chǎn)生故障。

2.3 磨損導(dǎo)致的材料缺失

機(jī)件在使用中不可避免地發(fā)生磨損，且加速磨損的因素較多，如振動(dòng)、潤(rùn)滑不良、工作面被異物污染等，在通用航空器的運(yùn)行中十分普遍。磨損導(dǎo)致材料缺失，機(jī)件幾何尺寸變化，并視其部位不同帶來一系列問題，例如，操縱系統(tǒng)磨損會(huì)帶來機(jī)構(gòu)間隙，加劇振動(dòng)，降低飛行舒適性；蒙皮蓋板材料缺失會(huì)導(dǎo)致氣動(dòng)外形細(xì)微改變，同時(shí)材料強(qiáng)度也會(huì)降低。

2.4 腐蝕

航空器在整個(gè)壽命周期內(nèi)，無論處于地面停放狀態(tài)或運(yùn)行狀態(tài)，一定會(huì)受當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境影響。由于通用航空器自身的特點(diǎn)，其飛行高度低，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，所受影響必然更加顯著。而自然環(huán)境所導(dǎo)致的腐蝕作用會(huì)使蒙皮及結(jié)構(gòu)的性能變差，造成損傷，從而降低材料的疲勞壽命。在對(duì)退役飛機(jī)檢測(cè)時(shí)，在蒙皮搭接機(jī)構(gòu)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)蝕坑，該種腐蝕具有極強(qiáng)的隱蔽性，目視檢查無法發(fā)現(xiàn)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)腐蝕情況都發(fā)生在具有水汽或污染物累積的客觀條件下[2]。

2.5 電氣部件老化

航空器的機(jī)齡超過10年后，深埋在結(jié)構(gòu)中的電線就開始產(chǎn)生裂紋和磨損。這種缺陷最初被航空界忽視，經(jīng)一些事故調(diào)查結(jié)果顯示，電線短路所引起的火花造成了中心機(jī)翼油箱爆炸，可見關(guān)鍵部位的導(dǎo)線缺陷可能導(dǎo)致極其嚴(yán)重的后果。此外，獨(dú)立的儀表設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間使用后，由于元器件老化，即使經(jīng)修理或翻修，其故障率也有明顯上升趨勢(shì)。可見電器部件的缺陷及故障在航空器的老齡化中占有較大比重。

3 老齡化通用航空器維護(hù)要點(diǎn)

3.1 完善維修方案

維修方案作為所有例行工作的直接依據(jù)，其涵蓋的維修廣度和深度直接決定了航空器保持其固有可靠性的能力。隨著航空器的運(yùn)行環(huán)境及自身狀態(tài)的改變，維修方案的內(nèi)容應(yīng)做出相應(yīng)的修訂。比如：主力初教機(jī)賽斯納172R在進(jìn)入10000h后，維修方案中加入了超越手冊(cè)的檢查內(nèi)容。自增的檢查內(nèi)容集中在日常定檢所不涵蓋的結(jié)構(gòu)件或操縱部件上，如起落架安裝座、機(jī)身內(nèi)部蒙皮、駕駛桿組件U型架、方向舵腳蹬扭力管等。而日歷時(shí)限達(dá)30年的貝爾206BⅢ型直升機(jī)在維修方案中增加了腐蝕控制相關(guān)內(nèi)容，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域明確了檢查標(biāo)準(zhǔn)及修復(fù)方法。從維修立法層面做出的修訂，能為老齡化航空器的維護(hù)方式帶來質(zhì)的改變[3]。

3.2 強(qiáng)化維護(hù)細(xì)節(jié)

延緩航空器老齡化過程不會(huì)對(duì)維護(hù)人員的能力提出極高要求。因此，“維護(hù)作風(fēng)勝于個(gè)人能力”得到了極好的體現(xiàn)。在飛行后，及時(shí)清潔航空器，確保機(jī)身及關(guān)鍵部位無塵埃及其他腐蝕物累積，能明顯控制腐蝕的加劇過程。振動(dòng)區(qū)域蒙皮磨損不可避免，在磨損初期若及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漆工作，則可避免金屬材料在振動(dòng)磨損中出現(xiàn)缺失。對(duì)航空器所有排水孔進(jìn)行細(xì)致檢查，確保其暢通，能有效避免滑油、液壓油及水分對(duì)機(jī)體可能帶來的嚴(yán)重腐蝕。一線維護(hù)人員對(duì)航空器維護(hù)要點(diǎn)的總結(jié)反饋，能形成對(duì)維修方案的有效循環(huán)優(yōu)化。

3.3 優(yōu)化維護(hù)手段

航空制造技術(shù)在不斷發(fā)展，對(duì)應(yīng)的維護(hù)及修理技術(shù)也在進(jìn)步。新理念、新設(shè)備的引入能在保障維護(hù)質(zhì)量的前提下，節(jié)省人力及時(shí)間成本，同時(shí)提供更為準(zhǔn)確的缺陷分析、故障定位。從而消除老齡化航空器可能存在的諸多隱患。以航空器導(dǎo)線的檢查和排故為例，通航領(lǐng)域仍沿用幾十年來的目視檢查法。不可否認(rèn)，這種方法在許多工作中有其重要性和有效性，但局限性也顯而易見。早在多年前，就已介紹了導(dǎo)線檢查的時(shí)域反射測(cè)量法（TDR）、駐波反射測(cè)量法（SWR）、頻域發(fā)射測(cè)量法（FDR），并且有相關(guān)設(shè)備研發(fā)的記載。受限于信息不暢、維修成本或管理理念的原因，新技術(shù)在通航領(lǐng)域的推廣明顯遲滯于運(yùn)輸航空，這是通航領(lǐng)域需改進(jìn)與完善之處。

3.4 加強(qiáng)老齡化航空器維修保障管理

首先，提高老齡化航空器的維修質(zhì)量。要求維修人員在日常維修管理工作中，及時(shí)開展防腐、意外損傷等維修工作。另外，還應(yīng)加強(qiáng)定期檢查，對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行認(rèn)真檢查。從長(zhǎng)期實(shí)踐來看，老齡化航空器的性能下降主要是航空器的維修不夠徹底，留下很多安全隱患。其次，應(yīng)重視提高維修人員的專業(yè)素質(zhì)。只有專業(yè)的維修人員才能保證老齡化航空器的維修質(zhì)量。比如從航空器機(jī)身系統(tǒng)工作原理、航空器維修基本技能培訓(xùn)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)技能培訓(xùn)、機(jī)身結(jié)構(gòu)維修基本技能培訓(xùn)等方面培訓(xùn)，加強(qiáng)航空器的故障隱患檢查。最后，應(yīng)合理控制老齡化航空器的使用率。老齡化航空器的性能在長(zhǎng)期使用后會(huì)有所下降，為降低航空器故障發(fā)生率、降低維修成本，維修人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理制定老齡化航空器飛行次數(shù)。如適當(dāng)減少航空器飛行時(shí)間，并延長(zhǎng)老齡化航空器的使用間隔時(shí)間。