飛機結構腐蝕問題及防護技術方案研究

田東奎

（中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333000）

通過對飛機結構腐蝕防護設計，不但能夠提升飛機結構耐腐蝕性，同時還能延長飛機結構的應用期限。在對飛機結構腐蝕防護技術設計的過程中，需要綜合思考飛機結構類型、應用材料及加工工藝等因素，科學設定飛機結構腐蝕防護技術方案，采取對應的防腐對策，在減少飛機結構腐蝕現象出現的同時，保證飛機結構順利應用。

1 飛機結構防腐原則

1.1 全面性原則

要想減少飛機結構腐蝕現象發生，就要對飛機結構應用功能、應用期限和腐蝕防護之間關系有所認識，需要在進行飛機結構設計之前，做好對應的準備工作。首先，應該對飛機產品應用功能有一定了解，便于后續防腐設計工作開展。其次，延長飛機結構應用期限，精心選擇相關材料，做好對應的防護工作，從而保證飛機結構防腐設計的合理性和全面性。

1.2 環境性原則

首先，結合飛機結構應用情況，針對起應用環節加以解析，及時找出應用環節中可能出現腐蝕現象部分或者環節。其次，不僅要給予飛機結構充分重視，同時還要加強局部應用環境的探究，利于及時找出和處理零部件腐蝕問題。

1.3 功能性原則

從飛機結構自身角度來說，自身存在一定繁瑣性，并且這種繁瑣性將直接影響應用者安全。假設內部結構存在腐蝕現象，不僅會給飛機正常應用造成影響，同時還會縮短飛機應用期限。因此，在進行飛機結構腐蝕防護設計時，需要在迎合力學性能的情況下，選擇具備抗腐蝕功能的材料。

2 飛機結構的腐蝕問題產生因素

2.1 外界因素

通常情況下，發生腐蝕現象幾率相對較高的領域主要有沿海區域及大氣污染較為嚴重的區域。具體體現在四個方面。其一，和內地進行比較，通常沿海區域腐蝕程度較為嚴峻。其二，和北方領域進行比較，南方由于氣候潮濕，飛機結構腐蝕情況較為嚴重。其三，從飛機自身角度來說，水上飛機腐蝕程度遠遠高于陸地飛機腐蝕程度。其四，針對飛機自身零部件來說，機翼腐蝕程度遠遠大于機身，特別是尾翼方面，由于尾翼腐蝕部位通常以受力構件、梁緣條為主，而尾翼發生腐蝕現象的部位通常在蒙皮、配重位置。機身則體現在蒙皮、龍骨架等位置。

2.2 結構因素

首先，各個金屬接觸位置由于存在各種類型的金屬材料，在密封不嚴或者有水汽進入的狀況下，將會出現電偶腐蝕；其次，緊固件及緊固孔四周等位置出現不同程度的腐蝕現象。最后，結構縫隙位置、容易積水位置及容易積鹽位置等，都會出現一定的腐蝕狀況。

3 飛機結構腐蝕防護技術方案

3.1 基本防護

（1）加強腐蝕介質進入防護。機身上部及機翼等容易進入水的位置應該采用密封處理對策，例如濕鉚接等，并且還要避免腐蝕介質大量積留。在進行飛機結構設計的過程中，應該綜合思考避免水或者其他液體大量積留。內部容易出現積水的位置，根據具體狀況，在飛機結構設計中添加適量的排水通道，把各個位置的滲漏水、冷凝水引進到設有排水空洞的低凹處，從而實現水的排出。排水孔位置需要讓存積的水或者其他液體能夠順利排除。排水孔四周需要設有密封鉚接，結構外形設計應該做到簡潔明了，給后續防腐蝕施工工作順利開展提供便利條件的同時，還能降低灰塵、水氣等物質的滯留。在進行飛機結構設計的過程中，應該避免出現凹槽等現象，防止出現腐蝕介質存留狀況。如果存在腐蝕物質存留現象，應及時采取對應的密封處理對策，避免介質進入。

（2）定期通道檢查。定期對通道情況進行檢查，尤其是容易出現腐蝕現象的位置，更好做好通道檢查工作。針對應力腐蝕敏感材料，應該適當的減少設計應力；應該盡可能的降低應力集中現象，防止出現結構腐蝕現象。

（3）加強材料選擇。第一，應該根據飛機結構應用功能、位置及環境等因素，合理選擇結構材料。第二，在進行材料選擇的過程中，還要綜合思考材料強度、抗腐蝕性等，從而提升飛機結構的抗腐蝕性。第三，需要結合可能存在的腐蝕問題，選擇具備抗腐蝕功能的材料，在不考慮經濟因素的情況下，通常需要選擇耐腐蝕性比較理想的材料。第四，應該盡量的防止對腐蝕材料實施熱處理，并且考慮材料相容性及全壽命經濟特性。

3.2 表面防護

（1）表面防護一般原則。飛機結構表面防護作為減少結構材料腐蝕現象出現的重要環節，一般在型號預發環節中進行明確。通常情況下，主要由兩部分組成，一個是無機防護層，另一個是有機防護層。在進行表面處理時，應該秉持以下原則。首先，結合結構材料自身特性及熱處理狀況等，合理選擇防護層，并確保起可以迎合各個型號飛機運行環境。其次，所選擇防護體系應該具備耐蝕性能的全面數據，盡量選擇耐蝕性好的防護層。最后，注重防護層和被防護零件材料之間的相容性及限制應用要求。

（2）結構裝配設計。在進行零部件選擇時，應該保證配合面形狀簡單，利于貼合，防止出現強迫裝配現象。在進行結構裝配設計的過程中，應該確保相互間不用緊固件連接的獨立零部件之間應該具有一定間隔，并且在結構件裝配時，通常不能存在銼修現象，防止造成零部件表面保護層的損壞。此外，在進行緊固件選擇的過程中，應該和被連接的材料電化學性相容，鍍鎘的緊固件不可和鈦合金相連接。

（3）不同材料連接結構設計。首先，應該選擇相同類型的金屬或者電位差比較小的不同金屬進行連接，并采用相容金屬連接方式。在根據結構需求選擇不相容金屬連接過程中，應該實施GJBl720 防護。其次，各個金屬之間應該設定對應的絕緣防護對策，例如涂漆等。并且采用陽極保護或者陰極保護對策。最后，針對不同金屬組建的機構，應該防止出現大陰極小陽極危機連接。

3.3 防排水和通風設計

（1）結構防水設計工作。首先，應該做好機體結構空隙密封處理工作，采用的密封方式主要有縫內密封、縫外密封等。其次，把水密裝置設定在各個門邊緣位置。第二，將水密裝置設計到所有門邊縫內、縫外聯合的密封方式實現對空隙的密封處理。最后，應該密封機翼上表面的扣蓋及機身側面扣蓋，并在門窗等位置進行淋雨測試。

（2）結構排水設計工作。首先，需要根據飛機結構布局情況設定排水系統。其次，排水通道應該具備較強的通暢性，確保在停機的情況下也能將積水進行排水。最后，應該在積水相對較低的位置設定排水孔，假設存在溝槽等現象，應該對其加以密封處理，在此過程中，應該確保排水空洞直徑高于10mm。

（3）結構通風設計工作。首先，結合通風需求及應用環節，適當的提升通風結構的實用性。其次，在不容易進水的位置設定固定式通風口。最后，在活動式通風門上設定開關，保證通風的通暢性。

4 結語

總而言之，隨著航空技術的快速發展，飛機結構腐蝕防護設計也得到了良好發展，例如排水、通風等防腐蝕設計，在諸多飛機中廣泛應用，并獲取了理想的應用效果，值得在航空領域中全面普及和推廣。