在海洋環(huán)境條件服役的海軍飛機不同于陸基飛機，其經(jīng)常遭受鹽分、飛濺海水、浪花以及持續(xù)的干/ 濕交替循環(huán)境的侵蝕。如艦載飛機時間處于高濕和高鹽霧等惡劣的海洋大氣環(huán)境中，并受大風、海霧、潮汐、海水飛濺等多環(huán)境因素的影響，使艦載飛機機體、發(fā)動機、機載設(shè)備等極易產(chǎn)生腐蝕，從而直接影響艦載飛機的飛行安全，顯著降低其服役期限，同時還會給機務(wù)維修工作帶來很大負擔和昂貴的維護費用。

    海洋環(huán)境下軍用飛機的腐蝕防護與控制（CPC）工作是保證飛機結(jié)構(gòu)完整性的重要環(huán)節(jié)，是結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重要內(nèi)容，是實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)長壽命、高可靠性、低維修成本的重要保證。它涉及到材料、工藝、表面處理和防護技術(shù)、應(yīng)力和變形的控制等，是一門多專業(yè)、跨學科的綜合技術(shù)。通過系統(tǒng)工程性腐蝕防護與控制技術(shù)研究，可以規(guī)范和指導海軍飛機抗腐蝕設(shè)計與全壽命管理，提高軍機在方案論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)制造和使用維護各階段的腐蝕防護與控制水平。

    1 海洋環(huán)境下軍用飛機腐蝕特點

    海洋環(huán)境下服役飛機長時間處于空氣濕度大、溫度高、鹽霧重的環(huán)境里，海洋大氣中的含鹽粒子沉積在結(jié)構(gòu)表面，產(chǎn)生吸濕潮解作用，使金屬表面液膜的電導增大，加上氯離子本身具有很強的侵蝕性，因而加速機體材料、典型連接結(jié)構(gòu)部位、摩擦磨損部位及防護涂層系統(tǒng)的腐蝕或老化。

    海洋環(huán)境下軍用飛機結(jié)構(gòu)腐蝕原因涉及設(shè)計、制造和使用維護/維修各個方面。首先是設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)的密封和排水，結(jié)構(gòu)縫隙、溝槽、內(nèi)腔，異種金屬使用和連接，表面防護體系的設(shè)計，材料的選擇，工藝的選擇，應(yīng)力和變形的控制，結(jié)構(gòu)的可達性，構(gòu)件的具體使用環(huán)境控制等。第二是制造，它包括表面防護工藝及質(zhì)量控制，密封、裝配工藝及質(zhì)量控制，生產(chǎn)質(zhì)量的控制，結(jié)構(gòu)件的運輸及儲存等。第三是使用和維護、維修，它包括結(jié)構(gòu)件表面的損傷情況，使用環(huán)境的影響，疏忽或?qū)Ωg損傷認識不足，修理和維護不當，排水系統(tǒng)堵塞，腐蝕維修計劃不當或措施缺乏等。

    2 腐蝕防護與控制系統(tǒng)工程

    基于軍用飛機服役使用環(huán)境與常見腐蝕特點及原因，因此對于海洋環(huán)境下軍用飛機的腐蝕控制工作，必須貫穿于整個型號全壽命期。軍機腐蝕防護與控制的系統(tǒng)工程方案如圖1所示。按照軍機研制不同階段（包括方案設(shè)計階段、工程研制階段、設(shè)計定型階段、生產(chǎn)階段和使用維修階段）的任務(wù)特點分別開展相關(guān)研制性和驗證性試驗，制定相應(yīng)的指南、規(guī)范、手冊等指導性文件，以有效提高軍用飛機抗腐蝕損傷的固有效能，降低機體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)及電子設(shè)備對環(huán)境的敏感性，提升海洋使用環(huán)境下機體結(jié)構(gòu)耐久性和損傷容限品質(zhì)，支持耐久性使用壽命指標的實現(xiàn)。

    2.1 方案設(shè)計階段

    1）針對機體結(jié)構(gòu)CPC的目標、技術(shù)總則、全壽命期內(nèi)的要求，結(jié)合軍用飛機結(jié)構(gòu)布局、幾何構(gòu)型以及使用條件（腐蝕環(huán)境、載荷環(huán)境、使用模式）等特殊性 ，編 制 了《軍 用 飛 機 腐 蝕 防 護 與 控 制 大 綱（CPCP）》。

    2）根據(jù)《軍用飛機腐蝕防護與控制大綱》要求，權(quán)衡分析結(jié)構(gòu)材料的綜合性能，制定《材料選用細則與限用要求》、 《表面處理和防護體系設(shè)計要求》、 《結(jié)構(gòu)防腐蝕密封、通風、防/排水設(shè)計技術(shù)要求》、 《典型零/組件腐蝕防護與控制設(shè)計要求和機載設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)要求》等系列文件，以規(guī)范型號全壽命期各個環(huán)節(jié)的CPC技術(shù)。

    3）通過對軍用飛機預(yù)期使用和停放海洋大氣環(huán)境的調(diào)研、衛(wèi)星反演/實測和分析，初步確定基本環(huán)境（譜）的組成要素等。

    4）初步評估、分析可選用的結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)總體布局、制造工藝等對機體結(jié)構(gòu)CPC要求的符合性，進行必要的權(quán)衡分析和預(yù)先驗證，對有異議選材，提出所建議的備選材料，并調(diào)整材料選用目錄。

    5）結(jié)合型號的任務(wù)功能和可預(yù)期的使用環(huán)境等因素，針對性地確定機體結(jié)構(gòu)CPC的總體技術(shù)策略（包括環(huán)境特點及分析、材料腐蝕特性及選用、表面防護、通風、防/排水和防腐蝕密封設(shè)計、結(jié)構(gòu)CPC設(shè)計、制造過程中的腐蝕控制、使用維護中的腐蝕控制、CPC試驗方法、飛機CPC設(shè)計的權(quán)衡分析等），形成《軍用飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護與控制設(shè)計指南》基本稿，指導型號工程研制。

    2.2 工程研制階段工程研制階段的腐蝕防護與控制工作應(yīng)主要包括：

    1）修訂、完善前一階段確定的CPC總體技術(shù)方案及《軍用飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護與控制設(shè)計指南》。

    2）對軍用飛機擬采用的新型材料開展力學性能和設(shè)計許用值的研制性試驗，獲取新材料腐蝕行為及環(huán)境適應(yīng)性規(guī)律，為設(shè)計選材提供建議。

    3）借鑒國內(nèi)外的已有研究、使用經(jīng)驗和技術(shù)方法，預(yù)計使用環(huán)境（要素），編制使用環(huán)境譜基本譜與關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的環(huán)境/載荷譜，確定環(huán)境譜當量關(guān)系。

    4）采用環(huán)境損傷的評級技術(shù)，建立腐蝕敏感性的評定原則，在原則基礎(chǔ)上對軍用飛機各結(jié)構(gòu)部位分區(qū)，分析結(jié)構(gòu)部位腐蝕影響因素的敏感性及使用條件，給出軍用飛機全機結(jié)構(gòu)腐蝕危害分區(qū)圖，評定腐蝕關(guān)鍵部位/結(jié)構(gòu)。

    5）評定、分析典型件、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)/機構(gòu)在海洋環(huán)境下的耐久性和損傷容限特性，重點評估結(jié)構(gòu)細節(jié)對腐蝕疲勞、應(yīng)力腐蝕和腐蝕損傷擴展的敏感性及剩余強度特性。

    6）進行典型樣件、組合結(jié)構(gòu)件、典型結(jié)構(gòu)細節(jié)和特殊結(jié)構(gòu)/機構(gòu)在規(guī)定環(huán)境/載荷（譜）條件下的耐久性和損傷容限研制性試驗，研究、分析設(shè)計和評定結(jié)果的有效性，確認防護體系的有效性和有效期，為軍用飛機結(jié)構(gòu)防護體系的設(shè)計提供依據(jù)。

    7）根據(jù)軍用飛機總體設(shè)計情況，針對重要結(jié)構(gòu)（如機身、機翼、尾翼、起降裝置、發(fā)動機短艙及掛架、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等）進行細節(jié)抗腐蝕設(shè)計，重點包括防腐蝕密封設(shè)計、結(jié)構(gòu)防/排水設(shè)計、結(jié)構(gòu)抗磨蝕設(shè)計、表面處理與有機涂層設(shè)計、緩蝕劑噴涂等，形成可直接使用或指導結(jié)構(gòu)設(shè)計的《軍用飛機結(jié)構(gòu)腐蝕防護與控制設(shè)計手冊》。

    8）在設(shè)計圖樣和相關(guān)技術(shù)文件上，表明腐蝕防護與控制技術(shù)要求的具體實現(xiàn)措施。

    2.3 設(shè)計定型階段定型階段的腐蝕防護與控制工作應(yīng)主要包括：

    1）依據(jù)使用環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)、力學與環(huán)境因素的交互/耦合效應(yīng)及維修性等，進一步修正結(jié)構(gòu)區(qū)域和重要結(jié)構(gòu)項目，以利于使用中的腐蝕損傷監(jiān)測與控制。

    2）在使用環(huán)境（含氣候、熱和化學要素及）條件下，完成全尺寸典型件、關(guān)鍵件的耐久性和損傷容限驗證試驗。

    3）編制《軍用飛機日常腐蝕維護手冊》，包括機體結(jié)構(gòu)、發(fā)動機、電子設(shè)備日常清洗周期、清洗規(guī)程以及清洗后的防護措施等；4）編制《軍用飛機腐蝕控制手冊》，包括機體各結(jié)構(gòu)部位腐蝕損傷檢測/監(jiān)控、涂層損傷修理規(guī)程（腐蝕去除、清洗、脫漆、原位表面處理、防護體系修復(fù)）、結(jié)構(gòu)性腐蝕損傷修理規(guī)程（腐蝕去除、清洗、原位表面處理、機械或復(fù)合材料修補等）和密封工藝規(guī)程、腐蝕信息數(shù)據(jù)庫及反饋等。

    5）針對軍用飛機結(jié)構(gòu)特點和使用模式，開展日常使用維護及腐蝕損傷結(jié)構(gòu)的安全修理技術(shù)（包括維修產(chǎn)品優(yōu)選或改進）方法研究。

    6）制定腐蝕防護與控制技術(shù)培訓計劃和細則，按細則要求對有關(guān)設(shè)計、工藝、質(zhì)量保證和生產(chǎn)操作人員進行腐蝕防護與控制基本知識和技能培訓。

    2.4 生產(chǎn)階段生產(chǎn)制造中的腐蝕防護與控制，是提高機體對海洋環(huán)境固有適應(yīng)能力的重要措施，期間應(yīng)開展以下工作：

    1）制定、規(guī)范生產(chǎn)制造中的腐蝕防護與控制工藝要求與措施，監(jiān)控、驗證零部件的制造工藝，尤其是新工藝對CPC技術(shù)要求的符合性。

    2）制定成品件和外協(xié)件的腐蝕防護與控制要求，確認運輸、儲存等生產(chǎn)環(huán)節(jié)對CPC要求的符合性。

    3）領(lǐng)先對直接參與生產(chǎn)制造和采購人員進行CPC的技術(shù)專項培訓。

    4）生產(chǎn)制造中，應(yīng)預(yù)先制定針對零部件CPC的質(zhì)量保證體系或?qū)Ｓ脳l款。

    2.5 使用維修階段使用維護是保持、恢復(fù)機體固有耐蝕性，減緩腐蝕的發(fā)生和發(fā)展，實現(xiàn)機體全壽命期內(nèi)CPC的重要保證，此階段的CPC工作主要任務(wù)是：

    1）針對使用環(huán)境、載荷環(huán)境和結(jié)構(gòu)區(qū)域，研究、制定使用維護中的腐蝕防護與控制大綱。

    2）針對使用環(huán)境、載荷環(huán)境和結(jié)構(gòu)區(qū)域，制定針對性的腐蝕損傷監(jiān)控/檢查計劃，確定有效、可靠的檢查要求與技術(shù)方法。

    3）針對結(jié)構(gòu)區(qū)域和重要結(jié)構(gòu)項目，確定腐蝕損傷等級診斷準則，完成腐蝕等級的邏輯診斷和腐蝕損傷結(jié)構(gòu)的評估分析。

    4）遵循結(jié)構(gòu)耐久性和損傷容限設(shè)計思想，研究、制定腐蝕損傷結(jié)構(gòu)安全維修的技術(shù)要求，修理容限/修理等級及相應(yīng)的評估分析方法。

    5）將維護產(chǎn)品優(yōu)選、修理方法研究成果納入維護手冊和腐蝕控制手冊，形成工程實用的《軍用飛機日常腐蝕維護手冊》（修訂稿）和《軍用飛機腐蝕控制手冊》（修訂稿）。

    6）建立使用中的腐蝕損傷背景數(shù)據(jù)/資料的反饋體系，編制機隊及典型結(jié)構(gòu)腐蝕損傷反饋信息報告，并對反饋信息進行綜合分析，提出結(jié)構(gòu)CPC設(shè)計改進意見，進一步修正使用維護大綱/手冊。

    3 腐蝕環(huán)境試驗根據(jù)規(guī)范和結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計要求，在軍用飛機研制中，應(yīng)以典型樣件、構(gòu)件、組合件、連接件、特殊結(jié)構(gòu)件為樣本，完成海洋使用環(huán)境下的研制性試驗和驗證性試驗，以此完善軍用飛機腐蝕防護與控制技術(shù)及規(guī)范，主要包括以下內(nèi)容。

    1）軍用飛機加速試驗環(huán)境譜有效性分析驗證。針對我國軍用飛機的預(yù)期使用環(huán)境，編制試驗室加速試驗環(huán)境譜，并與國外典型加速試驗環(huán)境譜進行對比分析；或以典型材料樣件、結(jié)構(gòu)件為樣本，開展海洋大氣環(huán)境暴露試驗和實驗室加速腐蝕試驗，通過比對分析建立合理的當量關(guān)系，用于軍用飛機結(jié)構(gòu)耐久性評定分析與各類加速腐蝕環(huán)境試驗。

    2）新型結(jié)構(gòu)/材料（金屬/非金屬）耐蝕性能評定試驗。針對軍用飛機可選用的鋁合金、結(jié)構(gòu)鋼、鈦合金和先進復(fù)合材料，進行典型樣件的耐蝕性能測試試驗（必要時，繪制C-T曲線），以及預(yù)腐蝕后材質(zhì)性能的退化效應(yīng)，支持結(jié)構(gòu)設(shè)計中材料的優(yōu)選與評估分析。

    3）典型/先進防護體系優(yōu)選與涂裝工藝驗證試驗。針對軍用飛機不同結(jié)構(gòu)部位/區(qū)域的局部環(huán)境，通過實驗室的加速腐蝕環(huán)境試驗，檢查、驗證所選用的表面處理技術(shù)和有機涂層體系的有效性與有效期。

    4）典型結(jié)構(gòu)防腐蝕密封材料優(yōu)選與施工工藝驗證試驗。針對結(jié)構(gòu)設(shè)計中可選用的鋁合金基體密封形式、工藝，開展密封（裝配）設(shè)計，并在腐蝕試驗條件下，檢驗、評定密封設(shè)計的有效性/期。

    5）典型/特殊結(jié)構(gòu)抗腐蝕細節(jié)耐蝕性研制試驗。針對軍用飛機特殊結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境和腐蝕損傷特點，開展特殊結(jié)構(gòu)/機構(gòu)研制性環(huán)境/載荷試驗，包括摩擦副材料腐蝕環(huán)境下性能評估、防磨蝕技術(shù)及用品的應(yīng)用研究等，為抗腐蝕細節(jié)設(shè)計提供試驗依據(jù)。

    6）關(guān)鍵結(jié)構(gòu)模擬件環(huán)境適應(yīng)性驗證試驗。在模擬使用環(huán)境/載荷譜的條件下，進行疲勞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、腐蝕關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和/或飛行關(guān)鍵結(jié)構(gòu)環(huán)境適應(yīng)性驗證試驗，檢驗、考核腐蝕敏感性；評估、確認結(jié)構(gòu)的CPC品質(zhì)，支持機體CPC技術(shù)體系的構(gòu)建和腐蝕環(huán)境下結(jié)構(gòu)日歷壽命體系評定。

    7）典型全尺寸結(jié)構(gòu)件環(huán)境適應(yīng)性驗證試驗。

    根據(jù)環(huán)境嚴酷性分區(qū)，在加速試驗環(huán)境譜下，進行典型全尺寸結(jié)構(gòu)模擬件的環(huán)境適應(yīng)性驗證試驗。檢驗腐蝕敏感性及其影響，支持機體CPC技術(shù)體系的構(gòu)建和腐蝕環(huán)境下結(jié)構(gòu)日歷壽命體系評定。

    4 結(jié)語

    海洋環(huán)境下軍用飛機的腐蝕環(huán)境嚴酷而復(fù)雜，軍機的腐蝕防護與控制不僅僅是在維護與維修階段對腐蝕排除，更不是簡單的去腐蝕或無足輕重的問題，而是涉及到方案論證、設(shè)計、生產(chǎn)制造、使用維護與修理等諸多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)工程性問題。為此，要求深入研究我國軍用飛機的腐蝕環(huán)境特點，尤其是軍機結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素特點，充分借鑒國外軍用飛機在腐蝕控制方面的先進經(jīng)驗和我國在軍機研制、生產(chǎn)和使用中積累的經(jīng)驗與教訓，針對性地開展各技術(shù)環(huán)節(jié)的技術(shù)與腐蝕試驗工作，建立完善的腐蝕防護與控制技術(shù)規(guī)范，并采取嚴格的管理制度，強制貫徹執(zhí)行，確保我國軍用飛機腐蝕控制技術(shù)達到國際先進水平。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護網(wǎng)http://www.ecorr.org

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國腐蝕與防護網(wǎng)官方 QQ群：140808414