探究飛機結構腐蝕防護和控制

摘 要：腐蝕是造成飛機故障的主要原因之一，也是飛機結構損傷的主要表現之一，在飛機損傷度排名中居第二位，開裂占第一，開裂與腐蝕在飛機結構損傷中的比例分別為29 %和20%，其中開裂在很大情況下都是由腐蝕引起的，足以證實腐蝕對飛機結構的影響之大。所以，文章第一部分簡要分析了飛機結構的基本防腐蝕原則；第二部分則簡單概括了飛機的腐蝕情況；第三部分則詳細分析了飛機結構腐蝕防護和控制措施。

關鍵詞：飛機結構；腐蝕防護；控制

對飛機結果進行腐蝕防護與控制不但能夠有效提高飛機結構耐腐蝕性和使用效能，還能夠有效延長飛機結構的使用壽命。在進行腐蝕防護及控制時，要綜合考慮到飛機結構的構型、材料、加工工藝、熱處理狀態、防護技術、使用環境、使用功能及使用壽命等因素，以制定出針對性高、耐腐蝕性強和經濟性好的飛機結構防腐蝕措施，確保飛機結構得以正常使用。

1 飛機結構的基本防腐蝕原則

1.1 正確了解和處理飛機使用功能、壽命與腐蝕控制之間的關系

這要求相關工作人員要做好設計前的準備工作，即：第一，要對飛機產品的使用環境、功能及壽命進行全面了解，為防腐蝕措施的制定提供依據；第二，必須使用壽命長且更換周期長的零部件，應精心選擇材料和相應的防護措施；第三，對于難以檢查、難以維護、難以更換或維護更換費用昂貴的結構，應采取相應的防腐蝕措施，以盡可能延長使用壽命；第四，對于檢查難度、維修難度和更換難度小的零部件及結構，應定期進行檢查和維修，必要的情況下進行更換[1]。

1.2 對于飛機結構及各部位的使用環境要給予全面了解

第一，要根據飛機結構使用需求，針對性的對其使用環境進行全面了解和分析，以及時找到使用過程可能出現的腐蝕現象；第二，除了結構以外，還需要研究結構各部件的局部使用環境，以便于及時發現和解決零部件腐蝕問題。

1.3 設計飛機結構應充分考慮到設計材料的多樣化性能

飛機結構復雜多變且關系到很多使用者的安全，如果內部結構出現腐蝕，則不但會影響飛機的正常使用，還會影響飛機的使用壽命，所以在設計時應在滿足力學性能的需求下，選擇耐腐蝕性能、經濟性和工藝性較好的材料。

2 飛機結構的腐蝕情況分析

2.1 一般規律下的飛機腐蝕

一般而言，腐蝕程度比較高的地區包括沿海地區和大氣污染嚴重地區，具體情況如下：第一，與內地相比，一般沿海地區腐蝕程度較高；第二，與北方地區相比，南方地區腐蝕程度相對較高；第三，就飛機本身而言，水上飛機的腐蝕程度與陸上飛機相比相對較高；第四，對于飛機本身零部件而言，機翼的腐蝕程度高于機身，尤其是尾翼，其中機翼的腐蝕部位主要在受力構件、梁緣條、梁腹板以及對接型材等，而尾翼容易腐蝕的位置則在蒙皮、配重部位和舵面固定支座，機身則集中于蒙皮、減速板艙、龍骨梁和搭接處等[2]。

2.2 易腐蝕部位和結構

第一，不同金屬接觸的部位，該部位因不同金屬之間存在電位差，在密封不嚴、有水汽侵入的情況下容易發生電偶腐蝕；第二，緊固件、緊固孔周圍、裝配的加工部位，如锪窩、切割邊緣等；第三，結構縫隙部位、易積水部位、易積鹽部位、受潮部位受海水襲擊部位等；第四，起落架艙部位、減速板艙部位、艙門結構件等。

3 飛機結構腐蝕防護和控制措施

3.1 防止腐蝕介質進入和積留

第一，對于容易進水的部位，應采取密封措施，如機身上部、機翼上翼、設備艙、座艙蓋等部位；第二，要根據容易積水部位的實際情況設計相應的排水通道，以便于滲漏水和冷凝水的疏導和排出；第三，要使用相應的密封方法密封排水孔周圍結構，以防止水的侵蝕；第四，飛機結構外形設計時要遵守簡單、光滑、便于防腐措施實施、便于檢查和維修；第五，結構設計時要避開凹槽處和縫隙處，以防止腐蝕介質進入間隙， 如果避不開溝槽和縫隙時，則應進行密封；第六，結構設計時盡可能不適用具有強吸水性能的材料，如果必須使用時應進行密封處理；第七，在適當的位置設置相應的通風口，以防止濕氣匯集；第八，要定期檢查通道，尤其是通道中易腐蝕的部位，如過度疲勞部位、損傷容限關鍵零部件等[3]。

3.2 限制結構設計的應力

第一，對于應力腐蝕敏感度高的材料，要降低相應的結構設計應力；第二，對于比較集中和殘余的應力，要盡可能消除；第三，結構設計時應盡可能避免使用、裝配和殘余三應力的同向疊加；第四，要保證晶粒的流向和應力方向相同。

3.3 嚴格按照要求選材

第一，要根據飛機結構使用功能、部位、條件、環境及類型，選擇環境適應性強的材料；第二，選材時還要綜合考慮材料強度、疲勞性、耐腐蝕性和經濟性等，以實現高耐腐蝕性結構的設計；第三，要根據可能出現的一切腐蝕現象，選擇相應的耐腐蝕性材料，在不考慮經濟性的條件下，一般都選用耐腐蝕性最好的材料；第四，盡可能避免對腐蝕敏感的材料進行熱處理，同時要考慮材料的相容性和全壽命經濟特性。

3.4 做好表面防護工作

第一，合理選擇防護層。要結合材料特點、熱處理狀態、使用條件、使用部位等實際，選擇與型號飛機契合度高的防護層；第二，科學選擇和構建防護系統。要根據耐蝕性能數據，選擇和構建出具有高耐腐蝕性能的防護系統；第三，選擇防護層時還同時考慮到防護層材料性能、加工工藝、機械性能、經濟性、相容性、標準應用范圍、耐濕熱和耐大氣老化性能等。

3.5 做好防排水和通風設計工作

3.5.1 結構防水設計工作

第一，要盡可能密封機體結構縫隙，密封的主要方法包括縫內密封、縫外密封、緊固件濕裝配等；第二，將水密裝置設計到所有門邊緣、窗邊緣和艙口邊緣；第三，使用縫內、縫外和兩者結合密封法對縫隙進行密封；第四，要密封機翼上表面的口蓋和機身側表面的口蓋，并在門、窗和口蓋相應的位置進行淋雨試驗。

3.5.2 結構排水設計工作

第一，應在結構總體布局相應的位置設置排水通道；第二，排水通道要具有很好的暢通性，以保證停機時積水的流出；第二，應在各積水部位最低處設置排水孔，如果遇到溝槽和凹坑，則進行密封和填平，要注意的是排水孔直徑應不小于10mm。第三，盡可能將機身長桁和縱梁設置成不易積水形式。

3.5.3 結構通風設計工作

第一，要根據通風需求、使用環境和設備要求，設計適用性高、易于操作的通風結構形式；第二，要在不易進水的部位設置固定式通風口；第三，要在活動式通風門上設置靈活性開關；第四，要時時保持通風路的暢通。

4 結束語

科學技術的發展，促進我國航空技術的發展，使飛機被廣泛應用于各大城市，但飛機飛行過程中難免會出現一些故障，影響飛機的正常運行，而腐蝕則是造成飛機故障的重要原因，故本文從腐蝕介質、應力、選材、表面防護層、防排水設計和通風設計等方面，詳細分析了飛機結構附屬防護及控制措施。

參考文獻

[1]肖 .飛機結構腐蝕防護和控制研究[J].科技創新與應用，2014，01：33-34.

[2]張勇，孫強，卞貴學，等.飛機結構的腐蝕防護與腐蝕疲勞研究的發展趨勢[J].新技術新工藝，2014，05：128-131.

[3]彭志軍，王學強，葉彬.某型飛機腐蝕防護及設計改進[J].裝備環境工程，2014，06：84-89+104.

作者簡介：葉遠珩（1984，5-），男，漢族，籍貫：云南省個舊市，學歷：本科，就職單位：中國特種飛行器研究所，結構腐蝕防護與控制航空科技重點實驗室，職稱：工程師，主要研究方向：結構抗腐蝕設計。