艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求的剪裁

劉元海，張幸

（1.結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 荊門 448035；2.中國特種飛行器研究所，湖北 荊門 448035）

艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求的剪裁

劉元海1,2，張幸1,2

（1.結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 荊門 448035；2.中國特種飛行器研究所，湖北 荊門 448035）

目的 構(gòu)建一套具有更高要求的艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性考核與評(píng)價(jià)指標(biāo)。方法 在滿足GJB 150.A—2009 基本試驗(yàn)條件（指標(biāo)）的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，遵循“環(huán)境分區(qū)原則”和“優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則”進(jìn)行剪裁。結(jié)果 獲得了艦載機(jī)內(nèi)部封閉、內(nèi)部半封閉和敞開/外露三類不同環(huán)境區(qū)域安裝的機(jī)載設(shè)備的濕熱、霉菌、鹽霧、酸性大氣試驗(yàn)考核指標(biāo)。結(jié)論 試驗(yàn)指標(biāo)剪裁依據(jù)充分合理，能夠適用于艦載機(jī)機(jī)載設(shè)備及其附件的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估與驗(yàn)證。

艦載機(jī)；機(jī)載設(shè)備；環(huán)境適應(yīng)性；剪裁要求

艦載機(jī)是以航母為載體并隨航母在廣泛海域內(nèi)使用的飛機(jī)，它既不同于陸基飛機(jī)也不同于水上飛機(jī)，除了少量岸基訓(xùn)練和必須的返廠修理外，未來大部分使用壽命將處于航母艦基停放和飛行狀態(tài)。由于機(jī)庫容量限制和作戰(zhàn)任務(wù)需要，艦載機(jī)絕大部分時(shí)間（90%以上）將停放在飛行甲板上，將長期遭受高溫、濕熱、霉菌、鹽霧、雨雪以及霧天、海水飛濺等極端惡劣海洋自然環(huán)境的作用，還會(huì)受到航母燃料燃燒的廢氣、飛機(jī)起飛/著艦過程中排出的含硫煙氣和艦上維修過程中產(chǎn)生的氣體/蒸氣的腐蝕。總體來說，艦載機(jī)總體腐蝕環(huán)境屬于海洋大氣環(huán)境、海水（飛濺）及艦面廢氣復(fù)合的使用環(huán)境。嚴(yán)酷的使用環(huán)境和使用模式，對(duì)艦載機(jī)機(jī)載設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性提出了更高要求[1]。

近年來，伴隨著艦載機(jī)載設(shè)備環(huán)境腐蝕問題的不斷凸現(xiàn)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法（GJB 150A—2009）及驗(yàn)證指標(biāo)可能已無法滿足惡劣的艦上和海上使用/存儲(chǔ)裝備的考核要求，艦載裝備研制初期應(yīng)盡早準(zhǔn)確確定機(jī)載設(shè)備的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求，并根據(jù)相應(yīng)指標(biāo)要求開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與考核，對(duì)艦載裝備的研制工作具有重要意義，是確保裝備環(huán)境適應(yīng)性滿足要求的主要手段。

文中在分析國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，遵循環(huán)境分區(qū)原則和優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則，確定了一套實(shí)用有效的艦載機(jī)內(nèi)部封閉、內(nèi)部半封閉和敞開/外露三類不同環(huán)境區(qū)域安裝的機(jī)載設(shè)備的濕熱、霉菌、鹽霧和酸性大氣試驗(yàn)要求，可用于后續(xù)艦載機(jī)機(jī)載設(shè)備及其附件的腐蝕環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估與驗(yàn)證。

1　腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求剪裁原則［2］

艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境技術(shù)要求（含濕熱、霉菌、鹽霧、酸性大氣）應(yīng)在滿足GJB 150A—2009基本試驗(yàn)條件（指標(biāo)）的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，遵循“環(huán)境等級(jí)分區(qū)原則”和“優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則”進(jìn)行剪裁。

1）環(huán)境等級(jí)分區(qū)原則。機(jī)載設(shè)備安裝在飛機(jī)平臺(tái)上，其壽命期主要環(huán)境特別是工作環(huán)境為平臺(tái)的誘發(fā)環(huán)境。對(duì)于艦載機(jī)而言，其安裝在不同結(jié)構(gòu)、不同位置的機(jī)載設(shè)備受到的平臺(tái)誘發(fā)環(huán)境不同。因此，需根據(jù)不同環(huán)境因素和飛機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行環(huán)境分區(qū)，根據(jù)收集到的環(huán)境數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)崪y數(shù)據(jù)歸納出不同區(qū)域的環(huán)境量值。當(dāng)不具備經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y數(shù)據(jù)時(shí)，參考相關(guān)試驗(yàn)測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剪裁。

2）優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則。為確保腐蝕環(huán)境試驗(yàn)指標(biāo)要求的真實(shí)性與可靠性，在環(huán)境強(qiáng)度的選用上應(yīng)優(yōu)先采用實(shí)測的環(huán)境強(qiáng)度/數(shù)據(jù)；沒有實(shí)測環(huán)境強(qiáng)度/數(shù)據(jù)時(shí)，可采用相似設(shè)備（指安裝在相似平臺(tái)、相似位置的功能相同的設(shè)備）測得的服役/使用環(huán)境強(qiáng)度/數(shù)據(jù)；既沒有實(shí)測環(huán)境強(qiáng)度亦無可供的相似設(shè)備實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，則選擇相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中推薦的環(huán)境強(qiáng)度。

2　腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求剪裁程序

要剪裁出一個(gè)科學(xué)、合理、有效的艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求，必須在對(duì)比分析國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，收集足夠多的類似平臺(tái)或者相似設(shè)備壽命期內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備壽命期內(nèi)可能遇到的腐蝕環(huán)境情況進(jìn)行周密分析，根據(jù)分析結(jié)果剪裁確定機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求所應(yīng)包括的環(huán)境量值。艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性要求的剪裁程序如下所述。

1）分析艦載機(jī)載設(shè)備安裝平臺(tái)的壽命期環(huán)境剖面，以及平臺(tái)不同結(jié)構(gòu)區(qū)域的局部環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)機(jī)載設(shè)備安裝區(qū)域局部環(huán)境進(jìn)行分類。

2）對(duì)比分析國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，尋找剪裁依據(jù)。

3）收集設(shè)備或相似設(shè)備壽命期的環(huán)境數(shù)據(jù)，主要為溫濕度、霉菌、鹽霧、酸性介質(zhì)等。

4）根據(jù)機(jī)載設(shè)備在平臺(tái)上的安裝區(qū)域、安裝特點(diǎn)和使用特點(diǎn)，結(jié)合2）和3），考慮“優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則”和“環(huán)境極值原則”進(jìn)行剪裁，確定濕熱、霉菌、鹽霧、酸性大氣環(huán)境適應(yīng)性要求。

3　機(jī)載設(shè)備安裝區(qū)域環(huán)境分類

3.1 安裝區(qū)域劃分

一般而言，根據(jù)艦載機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及飛機(jī)飛行狀態(tài)下不同結(jié)構(gòu)區(qū)域、不同位置、不同艙段（室）局部區(qū)域環(huán)境的控制情況，可將全機(jī)機(jī)載設(shè)備安裝區(qū)域劃分為五個(gè)典型區(qū)域。

1）A區(qū)（氣密區(qū)）：即安裝在局部溫度、濕度、壓力等環(huán)境因素可控制的區(qū)域（艙室）。

2）B區(qū)（高溫區(qū)）：即飛機(jī)飛行過程中受局部高溫環(huán)境影響的區(qū)域。

3）C區(qū)（完全暴露區(qū)）：安裝在直接暴露在嚴(yán)酷海洋大氣環(huán)境中，受全天候雨雪、陽光、濕熱、海霧、鹽霧、海水飛濺等環(huán)境作用的區(qū)域。

4）D區(qū)（部分暴露區(qū)）：安裝在部分環(huán)境暴露區(qū)域，即飛機(jī)飛行階段處于封閉狀態(tài)（短時(shí)間），停放階段處于敞開狀態(tài)（長時(shí)間），受到濕氣、鹽霧、燃料廢氣等的作用，但不受雨雪、陽光直接作用的區(qū)域。

5）E區(qū)（其他區(qū)）：安裝在除A，B，C，D外的結(jié)構(gòu)區(qū)域。

3.2 安裝區(qū)域局部環(huán)境分類

參照 GJB/Z 594A—2000[3]，根據(jù)機(jī)載設(shè)備安裝區(qū)域的局部環(huán)境特點(diǎn)，可將機(jī)載設(shè)備的局部使用環(huán)境劃分為 I類（內(nèi)部封閉環(huán)境區(qū)）、II類（內(nèi)部半封閉環(huán)境區(qū)）、III類（敞開/外露環(huán)境區(qū)）等 3種類型，見表1。

表1 艦載機(jī)載設(shè)備安裝區(qū)域局部環(huán)境種類劃分Table 1 Local environmental variety for the shipboard airborne equipment installation areas

4　腐蝕環(huán)境試驗(yàn)條件的剪裁

4.1 濕熱試驗(yàn)條件

艦載機(jī)可能遇到的濕熱環(huán)境包括長期停放在艦上或機(jī)庫所經(jīng)受的海洋大氣濕熱環(huán)境和飛機(jī)使用過程中受局部環(huán)境誘發(fā)因素而導(dǎo)致的濕熱環(huán)境（如液體泄露）。MIL-STD-810G Method 507.6[5]，GJB 150.9A—2009[6]，RTCA DO-160G[7]，GJB 4.6—1983[8]等標(biāo)準(zhǔn)均給出了相應(yīng)的濕熱試驗(yàn)條件。MIL-STD-810G Method 507.6和GJB 150.9A—2009給出的濕熱試驗(yàn)條件未針對(duì)裝備的具體結(jié)構(gòu)環(huán)境區(qū)域進(jìn)行細(xì)分，僅使用比一般自然和誘發(fā)狀態(tài)更嚴(yán)酷的濕熱環(huán)境（加嚴(yán)的溫濕條件），其主要目的是發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計(jì)缺陷，縮短試驗(yàn)時(shí)間和降低成本。RTCA DO-160G則針對(duì)裝備不同結(jié)構(gòu)區(qū)域的局部濕熱環(huán)境等級(jí)進(jìn)行了劃分（A類——標(biāo)準(zhǔn)濕熱環(huán)境（環(huán)境控制艙）、B類——嚴(yán)酷濕熱環(huán)境（環(huán)境非控制區(qū)）、C類——外部濕熱環(huán)境），不同區(qū)域采用不同的溫、濕度條件和作用時(shí)間，顯然更符合裝備的環(huán)境考核實(shí)際情況。

1999年，周希沅將中國典型環(huán)境地域劃分為干冷區(qū)、內(nèi)陸基本區(qū)、內(nèi)陸濕熱區(qū)、溫和沿海區(qū)、濕熱沿海區(qū)、溫和海洋區(qū)和濕熱海洋區(qū)共七大環(huán)境區(qū)，并根據(jù)153個(gè)站點(diǎn)8年的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，將各地不同溫度及濕度下的濕潤時(shí)間統(tǒng)一當(dāng)量為t=40 ℃，相對(duì)濕度為95%～100%的標(biāo)準(zhǔn)潮濕空氣的作用時(shí)間，獲得了不同區(qū)域的相對(duì)濕熱環(huán)境強(qiáng)度，見表2[4]?？紤]到65%的相對(duì)濕度是金屬材料發(fā)生腐蝕的臨界值，因此，可保守地認(rèn)為文獻(xiàn)[4]中的內(nèi)陸濕熱環(huán)境區(qū)對(duì)應(yīng)于 RTCA DO-160G中 C類——外部濕熱環(huán)境，而對(duì)于艦載機(jī)而言，考慮其特殊任務(wù)使用模式和使用環(huán)境，其對(duì)應(yīng)的“C類——外部濕熱環(huán)境”應(yīng)根據(jù)其預(yù)期服役的海洋大氣濕熱環(huán)境強(qiáng)度（溫和沿海區(qū)/溫和海洋區(qū)/濕熱沿海區(qū)/濕熱海洋區(qū)）取相應(yīng)的系數(shù)，即：α ≈ 1.42，因此濕熱試驗(yàn)周期應(yīng)在RTCA DO-160G的基礎(chǔ)上，取1.5的系數(shù)（可能稍高，可暫定1.5）。

1） I類（內(nèi)部封閉）環(huán)境區(qū)濕熱試驗(yàn)條件剪裁。按照RTCA DO-160G中A類——標(biāo)準(zhǔn)濕熱環(huán)境（環(huán)境控區(qū)控）對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件，試驗(yàn)周期為3個(gè)循環(huán)；而GJB 150.9A—2009中規(guī)定的加嚴(yán)的濕熱試驗(yàn)周期為 10個(gè)循環(huán)，試驗(yàn)溫度亦由 RTCA DO-160G中A類試驗(yàn)條件的50 ℃提升至60 ℃，考慮到艦載裝備服役環(huán)境的特殊性和傳統(tǒng)環(huán)境試驗(yàn)指標(biāo)要求，I類（內(nèi)部封閉）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備濕熱環(huán)境試驗(yàn)按GJB 150.9A—2009實(shí)施，周期取10個(gè)循環(huán)（240 h）。

表2 我國典型環(huán)境區(qū)域年均潤濕時(shí)間Table 2 Average annual wetting time of typical ambient area

2）II類（內(nèi)部半封閉）環(huán)境區(qū)濕熱試驗(yàn)條件剪裁。按照RTCA/DO-160G中B類——嚴(yán)酷濕熱環(huán)境（環(huán)境非控制區(qū)）對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件，試驗(yàn)周期為15個(gè)循環(huán)，此試驗(yàn)溫度較GJB 150.9A—2009有所提升（60 ℃提升至65 ℃），試驗(yàn)周期亦有所增加（10循環(huán)增加至15循環(huán)）。從環(huán)境嚴(yán)酷性角度考慮，II類（內(nèi)部半封閉）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備濕熱環(huán)境試驗(yàn)周期調(diào)整為15個(gè)循環(huán)（360 h），試驗(yàn)溫度按GJB 150.9A—2009中指定的60 ℃實(shí)施。

3）III類（敞開/外露）環(huán)境區(qū)濕熱試驗(yàn)條件剪裁。按照RTCA/DO-160G中C類——外部濕熱環(huán)境對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)條件，試驗(yàn)周期為 9個(gè)循環(huán)；而GJB 150.9A—2009中規(guī)定的加嚴(yán)溫濕試驗(yàn)周期為10個(gè)循環(huán)，試驗(yàn)溫度亦由RTCA/DO-160G中C類試驗(yàn)條件的55 ℃提升至60 ℃。考慮到艦載裝備服役環(huán)境的特殊性和傳統(tǒng)環(huán)境試驗(yàn)指標(biāo)要求，III類（敞開外露）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備濕熱環(huán)境試驗(yàn)亦按GJB 150.9A—2009實(shí)施，周期取10個(gè)循環(huán)（240 h）。

4.2 霉菌試驗(yàn)條件

霉菌試驗(yàn)用來評(píng)定裝備或材料長霉的程度以及長霉對(duì)裝備或材料性能或使用的影響程度。安裝在可能受嚴(yán)重污染環(huán)境中的設(shè)備（F類），必須開展防霉試驗(yàn)（若能材料的組成成分或以前的試驗(yàn)證明構(gòu)成設(shè)備所使用的所有材料均不受霉菌影響，霉菌試驗(yàn)可不做要求）。MIL-STD-810G Method 508.7，GJB 150.10A—2009，RTCA DO-160G（第13章），GJB 4.10—1983中均給出了相應(yīng)的霉菌試驗(yàn)條件。對(duì)比分析不同的標(biāo)準(zhǔn)可見，RTCA DO-160G第13章中規(guī)定的菌種是 ATCC(美國模式培養(yǎng)物集存庫)菌種，雖然名稱與 GJB 150.10A—2009中規(guī)定的CGMCC菌種名稱相同，但由于菌種來源的地域差別，菌種不能等同。一方面考慮到艦載機(jī)多在我國臨海區(qū)域活動(dòng)，霉菌試驗(yàn)選用國內(nèi)的兩類CGMCC（中國普通微生物菌種保藏管理中心）菌種，同時(shí)考慮到短柄帚霉對(duì)塑料、橡膠的強(qiáng)烈侵蝕作用，在兩類菌種的基礎(chǔ)上添加“短柄帚霉”。

霉菌試驗(yàn)試驗(yàn)周期直接采用 GJB 150.10A—2009規(guī)定的28天，28天后若出現(xiàn)長霉，為確定長霉對(duì)設(shè)備的影響程度，直接采用 GJB 150.10A—2009中推薦的延長試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間，即84天。

4.3 鹽霧試驗(yàn)條件

鹽霧試驗(yàn)用于確定長期暴露在鹽霧大氣中或正常使用中經(jīng)受的鹽霧環(huán)境對(duì)機(jī)載設(shè)備的影響。MIL-STD-810G Method 509.6，GJB 150.11A—2009，RTCA DO-160G（第14章），GJB 4.11—1983中均給了相應(yīng)鹽霧試驗(yàn)條件。通過對(duì)比分析可見，GJB150.11A給出的鹽霧試驗(yàn)條件未針對(duì)裝備的具體結(jié)構(gòu)環(huán)境區(qū)域進(jìn)行細(xì)分，對(duì)試驗(yàn)周期也未給出具體的量化值，僅建議增加試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)，以便對(duì)裝備耐鹽霧環(huán)境能力給出更高置信度的評(píng)價(jià)。RTCA DO-160G和GJB 4.11給出的鹽霧試驗(yàn)條件，均針對(duì)裝備不同結(jié)構(gòu)區(qū)域安裝的機(jī)載設(shè)備提出了具體試驗(yàn)要求，不同安裝位置的設(shè)備采用不同的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)周期，顯然后者更符合裝備的真實(shí)狀態(tài)，更適用于艦載機(jī)載設(shè)備的耐鹽霧性能考核。

1） I類（內(nèi)部封閉）環(huán)境區(qū)鹽霧試驗(yàn)條件剪裁。按照RTCA DO-160G中S類——安裝在飛機(jī)正常使用過程中所能遭受腐蝕大氣影響的部位的設(shè)備，試驗(yàn)周期為2個(gè)循環(huán)，而GJB 150.9A—2009中規(guī)定的試驗(yàn)周期亦為2個(gè)循環(huán)，考慮到艦載裝備服役環(huán)境的特殊性和傳統(tǒng)環(huán)境試驗(yàn)指標(biāo)要求，I類（內(nèi)部封閉）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備鹽霧環(huán)境試驗(yàn)按GJB 150.9A—2009實(shí)施，試驗(yàn)周期取2個(gè)循環(huán)（96 h）。同時(shí)，考慮到航母動(dòng)力系統(tǒng)燃料燃燒的廢氣和艦載機(jī)起飛、著艦過程中排出尾氣等，它們與海洋鹽霧、雨水、霧露等組合成的高酸性潮濕層，往往表現(xiàn)為飛機(jī)結(jié)構(gòu)/機(jī)載設(shè)備表面附著的酸性液膜，將大大強(qiáng)化鹽霧對(duì)艦載機(jī)載設(shè)備及附件的腐蝕作用。根據(jù)目前我國服役于某海域航母飛行甲板上沉積的液膜/液滴的pH值測定結(jié)果（見表3），以及國外Ron Homme Richard，Saratoge，Shangri和Forrestal等四種航母甲板上飛機(jī)表面水膜中所含燃料廢氣沉積物分析結(jié)果（見表 4），同時(shí)考慮到伴隨著未來航母上艦載機(jī)數(shù)量的增加，飛機(jī)尾氣排放量亦將大大增加，將進(jìn)一步加重環(huán)境的嚴(yán)酷性。因此，鹽霧試驗(yàn)溶液pH值在原6.5～7.2的基礎(chǔ)上保守地調(diào)整為3.5。

表3 國產(chǎn)航母飛行甲板金屬表面液滴pH值檢測記錄Table 3 The pH test results of droplets for domestic carrier flight decks

表4 國外航母甲板上飛機(jī)表面水膜中所含燃料廢氣沉積物分析Table 4 The fuel sediment analysis of the carrier aircraft surface water film

2）II類（內(nèi)部半封閉）環(huán)境區(qū)鹽霧試驗(yàn)條件剪裁。按照RTCA DO-160G中T類——安裝在能遭受嚴(yán)酷鹽霧大氣環(huán)境的位置的設(shè)備（在海邊停放或使用的飛機(jī)直接暴露于未經(jīng)過濾的外界空氣中的設(shè)備），試驗(yàn)要求連續(xù)噴霧96 h，其噴霧時(shí)間對(duì)應(yīng)于GJB 150.9A—2009中規(guī)定的4個(gè)周期的噴霧時(shí)間。因此，II類（內(nèi)部半封閉）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備鹽霧環(huán)境試驗(yàn)按GJB 150.9A—2009實(shí)施，試驗(yàn)周期取為 4個(gè)循環(huán)（192 h）。同樣，考慮到航母動(dòng)力系統(tǒng)燃料燃燒的廢氣和艦載機(jī)起飛、著艦過程中尾氣排出等的影響，鹽霧試驗(yàn)溶液pH值在原6.5～7.2的基礎(chǔ)上保守地調(diào)整為3.5。

3）III類（敞開/外露）環(huán)境區(qū)鹽霧試驗(yàn)條件剪裁。GJB 4.11中將鹽霧試驗(yàn)條件劃分為4個(gè)等級(jí)，單次循環(huán)作用時(shí)間為24 h，試驗(yàn)周期分別為2，4，6，10個(gè)循環(huán)，考慮到航母與艦船所遭受的海洋大氣鹽霧環(huán)境極其相似，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)嚴(yán)酷于在海邊停放或使用的飛機(jī)（海洋大氣鹽霧含量遠(yuǎn)高于沿海地區(qū)的鹽霧含量）。因此，III類（敞開/外露）環(huán)境區(qū)安裝的機(jī)載設(shè)備鹽霧環(huán)境試驗(yàn)按GJB 150.9A—2009實(shí)施，試驗(yàn)周期保守地取GJB 4.11（艦船電子設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)）中最嚴(yán)酷的 10個(gè)循環(huán)對(duì)應(yīng)的時(shí)間歷程（240 h）。同樣，考慮到航母動(dòng)力系統(tǒng)燃料燃燒的廢氣和艦載機(jī)起飛、著艦過程中排出尾氣等的影響，鹽霧試驗(yàn)溶液pH值在原6.5～7.2的基礎(chǔ)上保守地調(diào)整為3.5。

4.4 酸性大氣試驗(yàn)條件

酸性大氣試驗(yàn)用于確定長期暴露在酸性大氣中或正常使用中經(jīng)受的酸性大氣環(huán)境對(duì)機(jī)載設(shè)備材料和防護(hù)涂層的影響。RTCA DO-160G，GJB 4—1989未對(duì)酸性大氣試驗(yàn)條件給出明確要求，僅MIL-STD-810G Method 518.2和GJB 150.28—2009給出了酸性大氣試驗(yàn)條件。分析可見，MIL-STD-810G Method 518.2和GJB150.28—2009給出的試驗(yàn)條件基本相同，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間均劃分為兩個(gè)嚴(yán)酷等級(jí)：噴霧2 h、貯存22 h為1個(gè)循環(huán)，共3次循環(huán)，用于模擬暴露時(shí)間少或低酸度區(qū)域的暴露情況；噴霧2 h、貯存7 d為1個(gè)循環(huán)，共4次循環(huán)，用于模擬在潮濕、高度工業(yè)化區(qū)內(nèi)自然暴露大約10年，或在交通工具廢氣附近短期的暴露情況，尤其是在船舶煙囪的高酸度廢氣附近的暴露情況。一方面，考慮到艦載裝備特殊的海上/艦上使用環(huán)境，其全壽命期將伴隨航母長期在潮濕、高酸性大氣環(huán)境中服役（受航母動(dòng)力系統(tǒng)燃料燃燒的廢氣和艦載機(jī)起飛、著艦過程中排出的酸性廢氣等的影響），因此，艦載機(jī)載設(shè)備酸性大氣試驗(yàn)按GJB 150.28—2009中第二類試驗(yàn)條件實(shí)施。另一方面，根據(jù)目前我國服役于某海域航母飛行甲板上沉積的液膜/液滴的pH值測定結(jié)果（見表2），同時(shí)考慮到伴隨著未來航母上艦載機(jī)數(shù)量的增加，飛機(jī)尾氣排放量亦將大大增加，將進(jìn)一步加重環(huán)境的嚴(yán)酷性，試驗(yàn)溶液采用硫酸和硝酸混合水溶液（每4 L溶液中添加11.9 mg 95%～98%的硫酸和8.8 mg 68%～71%的硝酸），并用稀鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)整pH值至3.5。

5　腐蝕環(huán)境適應(yīng)性合格評(píng)定

艦載機(jī)載設(shè)備經(jīng)濕熱、霉菌、鹽霧和酸性大氣環(huán)境試驗(yàn)后，應(yīng)能正常工作，同時(shí)應(yīng)針對(duì)機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境試驗(yàn)提出外觀要求并進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。

1）濕熱試驗(yàn)（其涂層，鍍層，基體，非金屬等）：防護(hù)層除邊緣及棱角處外，腐蝕面積不超過該零件防護(hù)層面積的5%，基體金屬除邊緣及棱角處外不得腐蝕；允許涂層光澤、顏色減退和有少量的直徑不大于0.5 mm的氣泡，除局部邊緣處外，無氣泡、起皺、開裂或脫落，且表面鍍層和基體金屬不得出現(xiàn)腐蝕；接觸處無明顯腐蝕；金屬構(gòu)件允許輕度變暗，但不得腐蝕；非金屬材料無明顯泛白、膨脹、起泡、皺裂、脫落以及麻坑等缺陷。

2）霉菌試驗(yàn)：按GJB 150.10A評(píng)定。

3） 鹽霧試驗(yàn)：涂漆層除局部邊緣及棱角處外，無氣泡、起皺、開裂或脫落，且表面鍍層和基底金屬未出現(xiàn)腐蝕；金屬防護(hù)層腐蝕面積占金屬防護(hù)層面積的10%以下；金屬接合處無明顯腐蝕；金屬構(gòu)件無明顯發(fā)暗；非金屬材料無明顯泛白、膨脹、起泡、皺裂以及麻坑等缺陷。

4）酸性大氣試驗(yàn)：涂漆層除局部邊緣及棱角處外，無氣泡、起皺、開裂或脫落，且表面鍍層和基底金屬未出現(xiàn)腐蝕；金屬防護(hù)層腐蝕面積占金屬防護(hù)層面積的10%以下；金屬接合處無明顯腐蝕；金屬構(gòu)件無明顯發(fā)暗；非金屬材料無明顯泛白、膨脹、起泡、皺裂以及麻坑等缺陷。

6　結(jié)語

在GJB 150A—2009 基本試驗(yàn)條件（指標(biāo)）的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，遵循“環(huán)境分區(qū)原則”和“優(yōu)先使用實(shí)測強(qiáng)度原則”的剪裁原則，獲得了一套艦載機(jī)機(jī)載設(shè)備的濕熱、霉菌、鹽霧、酸性大氣環(huán)境適應(yīng)性要求。該要求一旦確定，可作為對(duì)艦載機(jī)載設(shè)備腐蝕環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的依據(jù)，也成為環(huán)境鑒定與驗(yàn)證試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)條件的依據(jù)。需要指出的是，由于所依據(jù)的各種信息資料、數(shù)據(jù)有限且不可能完全準(zhǔn)確，導(dǎo)致所確定的環(huán)境技術(shù)要求指標(biāo)會(huì)產(chǎn)生一定的偏差，亦有可能要求提的過于嚴(yán)酷，致使某些機(jī)載設(shè)備無法滿足這一要求，或者為滿足這一要求所付出的代價(jià)過高，在這種情況下則需要進(jìn)行適當(dāng)權(quán)衡，適當(dāng)降低指標(biāo)要求。

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Tailoring of Corrosion Environmental Adaptability Requirement for the Shipboard Airborne Equipments

LIU Yuan-hai1,2, ZHANG Xing1,2
(1.Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Structure Corrosion Prevention and Control, Jingmen 448035, China; 2.China Special Vehicle Research Institute, Jingmen 448035, China)

Objective To build a higher corrosion environmental adaptability evaluation method of the shipboard airborne equipment. Methods Based on the requirements of GJB 150.A—2009 and related specifications, it was tailored by principles of“environmental zoning” and “real tested intensity priority” on the referencing related specifications. Results The evaluation indexes for airborne equipment which were installed in different environmental zones were obtained, including damp-heat, mildew, salt spray and acid atmosphere. Conclusion The tailoring method is reasonable and scientific, which is suitable for evaluating and validating environmental adaptability requirements of shipboard airborne equipment.

shipboard; shipborne equipment; environmental adaptability; tailoring requirements

2016-04-22；Revised：2016-06-01

10.7643/ issn.1672-9242.2016.05.010

TJ03；TB123

A

1672-9242(2016)05-0061-07

2016-04-22；

2016-06-01

劉元海（1981—），男，湖北黃石人，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制。

Biography：LIU Yuan-hai （1981—）， Male， from Huangshi， Hubei， Master， Senior engineer， Research focus: corrosion protection and control of aircraft structure.