老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕問題研究

朱金華 劉建輝 張秋生

（空軍93199部隊(duì)飛機(jī)修理廠，黑龍江 五常 150223）

0 引言

老齡飛機(jī)的使用壽命沒有統(tǒng)一明確的時(shí)間界定，通常是指使用時(shí)限達(dá)到設(shè)計(jì)使用目標(biāo)75%以上的飛機(jī)。運(yùn)輸五型飛機(jī)是老舊機(jī)種之一，航材短缺、機(jī)件臨近到壽等因素始終存在于機(jī)務(wù)工作之中，維修保障的困難很大。

起落架系統(tǒng)是飛機(jī)的重要組成部分，飛機(jī)停放、起飛著陸時(shí)，起落架承載了飛機(jī)的全部重量，特別是著陸時(shí)其承載的重量遠(yuǎn)超飛機(jī)的重量，所以做好飛機(jī)起落架的檢查維護(hù)工作顯得尤其重要。飛機(jī)起落架由其安裝位置的特殊性，經(jīng)常在多變的腐蝕環(huán)境中曝露。時(shí)常還受到維護(hù)、操作等各種因素的影響，起落架及其構(gòu)件容易造成腐蝕失效。而起落架的工作性能直接影響了飛機(jī)的安全，特別是老齡飛機(jī)的使用可靠性和安全性。

因此正確探索、研究老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕的原因，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，對(duì)起落架的使用壽命最大限度延長(zhǎng)、確保老齡飛機(jī)在服役期內(nèi)的安全運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)效益。

1 起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)常見腐蝕的部位

十多年來，根據(jù)運(yùn)五飛機(jī)修理大數(shù)據(jù)分析及經(jīng)驗(yàn)積累，老齡飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)嚴(yán)重腐蝕的部位有八處：

1.1 減震筒內(nèi)工作面及外表面

減震筒內(nèi)外表面容易產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕等[1]。如圖1所示。

圖1 減震筒腐蝕示意圖

1.2 活塞桿工作表面

活塞桿工作面易產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕，造成鍍鉻層破壞，產(chǎn)生麻點(diǎn)、氣孔等現(xiàn)象。如圖2所示。

圖2 活塞桿腐蝕示意圖

1.3 前撐桿底部

前撐桿底部外側(cè)表面容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕；內(nèi)側(cè)表面易產(chǎn)生均勻腐蝕，因在使用、修理過程中，從裝配剎車軟管的孔進(jìn)入污染源，難以排出，造成腐蝕[2]。如圖3所示。

圖3 前撐桿腐蝕示意圖

1.4 后撐桿外側(cè)表面

后撐桿外側(cè)表面容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

1.5 半輪軸根部

半輪軸根部容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂、腐蝕疲勞，造成裂紋失效現(xiàn)象。

1.6 剎車鋼圈與輪轂接合部

剎車鋼圈與輪轂接合部容易產(chǎn)生縫隙腐蝕，造成鑄造鎂合金輪轂產(chǎn)生麻點(diǎn)、氣孔等現(xiàn)象。

1.7 剎車盤凸緣部位

剎車盤凸緣部位容易產(chǎn)生晶間腐蝕，造成斷裂失效現(xiàn)象。如圖4所示。

圖4 剎車盤凸緣腐蝕示意圖

1.8 內(nèi)、處側(cè)法蘭盤根部

內(nèi)、外側(cè)法蘭盤根部易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞等，造成裂紋失效現(xiàn)象。

2 起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕的因素

通過對(duì)運(yùn)五老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕部位失效分析、研究結(jié)果表明，飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕的因素，主要是由飛機(jī)所使用環(huán)境、組成構(gòu)件自身特性決定的，是綜合作用的結(jié)果，涉及到大氣條件、運(yùn)行環(huán)境和制造材料等多種因素。

2.1 氣候因素

老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在起飛和降落時(shí)暴露在機(jī)體之外，處于比較惡劣多變的大氣環(huán)境之中，鹽霧、凝露、海水、潮濕空氣和工業(yè)廢氣等腐蝕氣體會(huì)直接作用在起落架上，加速老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)其造成腐蝕。

2.2 跑道因素

由于運(yùn)輸五型飛機(jī)自身的優(yōu)越性升力系數(shù)大，飛行速度慢，低空性能好，起飛著陸距離短，自身重量相對(duì)較輕，場(chǎng)地要求低，可以在設(shè)備不完善的機(jī)場(chǎng)、面積不大的場(chǎng)地和山區(qū)使用。一是跑道污染的因素造成。指使用化學(xué)物質(zhì)清除跑道的積雪或結(jié)冰后．遺留在跑道上的顆粒、粉塵等有害污染物質(zhì)，直接影響到飛機(jī)在起降過程中對(duì)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的腐蝕程度。二是跑道構(gòu)造的因素造成。跑道鋪設(shè)材料的質(zhì)量、種類，砂礫灰塵的多少，跑道上遺留的污物等有害物質(zhì)。如飛機(jī)起降過程中卷起的機(jī)場(chǎng)上的灰塵、沙石、雨水、冰雪對(duì)起落架產(chǎn)生沖刷腐蝕[3]。

讓兒童成為圖畫書講讀的主動(dòng)參與者并逐漸成為講讀活動(dòng)主體。尊重學(xué)生多樣的個(gè)體差異，策動(dòng)學(xué)生間展開討論與爭(zhēng)論。

2.3 材質(zhì)、結(jié)構(gòu)因素

運(yùn)輸五型飛機(jī)起落架用具有極高比剛度、高比強(qiáng)度和良好韌性等綜合性能較好的結(jié)構(gòu)鋼（30CrMnSiA）制造。從鋼材的冶煉和加工的工藝上來說,要求該類鋼材必須達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求, 并在有害物質(zhì)和雜質(zhì)的含量上嚴(yán)格控制在范圍之內(nèi)盡量減少鋼材表面的腐蝕。飛機(jī)的輪轂、剎車盤用密度小、比強(qiáng)度、比剛度高，能承受較大的沖擊載荷的鎂合金制造，在制造過程中采用適當(dāng)?shù)墓に嚺c措施，防止抗腐蝕性能較差的特性。

由于起落架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，飛機(jī)在起飛、降落和清洗、結(jié)露等因素容易引起起落架積水，如維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)，雜質(zhì)極易附著在表面上，形成腐蝕溶液造成局部腐蝕[4]。

2.4 鍍層因素

在制造或大修時(shí)，起落架活塞桿外表面鍍硬鉻，其余構(gòu)件外表面鍍鋅。硬鉻鍍層具有耐磨、硬度高的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是硬而脆，易脫落，在起落架鍍鉻層磨削修理過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)表面開裂現(xiàn)象，當(dāng)受到?jīng)_擊、交變載荷的作用時(shí)更為明顯。在飛機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停放過程中，表面缺陷在拉伸應(yīng)力作用下容易促使鍍層開裂。鍍鋅層具有保護(hù)黑色金屬防銹防腐性好的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是結(jié)合力較差，容易起泡、脫皮，脆性區(qū)易發(fā)生腐蝕，鍍鋅層孔隙率也直接影響鍍層耐蝕性。鍍層一旦有破損，對(duì)基體的影響首先表現(xiàn)為電偶作用．并同腐蝕介質(zhì)中的陰極反應(yīng)（氫離子的還原）組成多元混合電極，促進(jìn)了起落架的應(yīng)力腐蝕。鍍層質(zhì)量的好壞，直接關(guān)乎著鍍層對(duì)基底金屬的防護(hù)能力。

2.5 涂層因素

起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)多數(shù)機(jī)件進(jìn)行油漆涂層保護(hù)，其優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)零件不受外界有害物質(zhì)的侵蝕，使其延長(zhǎng)使用壽命。但是在實(shí)際施工過程中，由于沒有嚴(yán)格按照工藝要求施工，造成油漆涂層附著力不牢，過早脫落、表面粗糙等現(xiàn)象。促使金屬表面過早地暴露在較惡劣多變的大氣環(huán)境之中，加劇了腐蝕破壞的發(fā)生。

2.6 人為因素

在飛行訓(xùn)練教學(xué)時(shí)，由于學(xué)員的技術(shù)水平、飛行經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足,在降落時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生重著陸，加大起落架系統(tǒng)的應(yīng)力，加劇老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的損傷，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。在老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維修時(shí)，維護(hù)人員接觸起落架結(jié)構(gòu)零部件時(shí)遺留的油垢、汗水，清洗時(shí)清洗劑使用不當(dāng)、殘留物等都會(huì)產(chǎn)生腐蝕隱患。

3 起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕的預(yù)防措施

老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的腐蝕問題是每架老齡飛機(jī)都無法避免的，如果機(jī)務(wù)工作者在日常的維護(hù)工作中能夠針對(duì)腐蝕發(fā)生的機(jī)理和飛機(jī)的常見腐蝕情況，做到提前預(yù)防，就能把機(jī)件腐蝕的機(jī)率降到最小，防止維護(hù)不當(dāng)造成起落架使用壽命縮短，有效延長(zhǎng)其服役年限，為單位節(jié)省財(cái)力物力。現(xiàn)提出預(yù)防飛機(jī)腐蝕的措施如下：

3.1 高度重視飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表面清潔工作

在起飛和降落時(shí)，飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表面會(huì)受到腐蝕性氣體的污染以及外來物的撞擊。

（2）砂子、金屬屑會(huì)劃傷飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)金屬的表面，破壞其保護(hù)層。金屬屑還可能使飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)金屬材料產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；

（3）其他污染物（蚊蟲尸體殘骸）也可直接腐蝕飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表面。

因此，每一次飛行后立即進(jìn)行清洗飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是預(yù)防表面腐蝕的最好方法之一。

3.2 加強(qiáng)飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)管理

起落架的日常維護(hù)管理是防腐的第一道關(guān)口，對(duì)于容易腐蝕的部位，應(yīng)按制度定期認(rèn)真檢查維護(hù)和精心維護(hù)保養(yǎng)。

（1）返修過程中必須使用經(jīng)研究證實(shí)對(duì)起落架無不利影響的施工工藝和修理方法，并控制修理件的選擇；

（2）對(duì)在定檢和大修過程中發(fā)現(xiàn)重要結(jié)構(gòu)部件上的腐蝕情況，要認(rèn)真進(jìn)行腐蝕等級(jí)的評(píng)定，以準(zhǔn)確掌握腐蝕的嚴(yán)重程度，進(jìn)行專題研究，采取相應(yīng)的措施，確保構(gòu)件安全可靠；

（3）對(duì)于發(fā)現(xiàn)機(jī)件的一般腐蝕情況，依據(jù)相關(guān)維修手冊(cè)及修理工藝，維修要到位，清除要徹底，否則將會(huì)造成更為嚴(yán)重的腐蝕和經(jīng)濟(jì)損失；

（4）切實(shí)做好防潮工作。在雨季、高溫、潮濕季節(jié)和冬季，防止雨水、雪、霧、甚至海水的侵入。應(yīng)縮短檢查周期，用擦拭、通風(fēng)的方法去除水氣，抓好防腐蝕措施的落實(shí)；

（5）加強(qiáng)維護(hù)人員的防腐培訓(xùn)工作，不斷提高人員的防腐意識(shí)和防腐技能；

（6）建立有效的腐蝕防控機(jī)制、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，不斷更新數(shù)據(jù)采集方法和數(shù)據(jù)處理手段，較好地處理、解決飛機(jī)起落架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的腐蝕問題[5]。

3.3 加強(qiáng)老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表面保護(hù)意識(shí)

在日常維護(hù)及修理過程中，根據(jù)腐蝕的具體情況，結(jié)合本單位的修理能力，可采用電刷鍍技術(shù)、化學(xué)鍍技術(shù)、陽極化處理技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、涂新型防護(hù)漆等表面技術(shù)進(jìn)行防腐保護(hù)。另外，還可以采用涂密封劑和防腐劑的方法加強(qiáng)保護(hù)。采用帶有緩蝕性的密封劑密封孔口用來阻止腐蝕介質(zhì)從孔口流入輪軸內(nèi)腔和外表面，阻止腐蝕源進(jìn)入起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基體。

3.4 正確充灌減震支柱內(nèi)的液壓油和氣體

油氣的充灌是減震支柱維護(hù)的關(guān)鍵工作。過多或過少的油和氣都會(huì)影響到飛機(jī)在滑行、起飛、降落時(shí)的操縱性能，并使結(jié)構(gòu)過載運(yùn)行。要嚴(yán)格使用干燥的壓縮氣體(氮?dú)?進(jìn)行充灌，以防充灌的氣體不夠干燥，從而使水分隨之進(jìn)入，導(dǎo)致減震支柱內(nèi)表面及部件腐蝕[6]。

3.5 加強(qiáng)對(duì)跑道的檢測(cè)

要定期的對(duì)跑道的不均勻沉降進(jìn)行觀察和檢測(cè)，可采用注水、注漿、反壓等方法防止跑道的不均勻沉降。同時(shí)，注意跑道的清潔，防止外來污染物污染跑道。從而產(chǎn)生使老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)腐蝕的隱患。

3.6 加強(qiáng)飛機(jī)駕駛者安全意識(shí)

提高飛行人員的技術(shù)水平，注重理論聯(lián)系實(shí)際，避免重著陸，避免大角度高速度著陸。控制飛行不規(guī)范造成老齡飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)因疲勞損傷而引起的腐蝕。

4 結(jié)語

老齡飛機(jī)起落架產(chǎn)生腐蝕是正常現(xiàn)象，但要不斷的探索研究，進(jìn)行有效控制。因?yàn)楦g會(huì)影響到起落架結(jié)構(gòu)的可靠性，從而會(huì)對(duì)飛行任務(wù)和訓(xùn)練造成不利影響。所以說，機(jī)務(wù)人員在起落架日常維護(hù)上，要打破常規(guī)，詳細(xì)目視檢查，擴(kuò)大檢查面，嚴(yán)格把關(guān)，堅(jiān)決做到思想重視、管理到位、措施具體，抓好末端落實(shí)，就能夠確保老齡飛機(jī)安全可靠運(yùn)行。