水陸兩棲飛機(jī)表面防護(hù)設(shè)計(jì)

黃靜，張健

（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，荊門(mén) 448035； 2.中國(guó)特種飛行器研究所，荊門(mén) 448035）

緒論

水陸兩棲飛機(jī)，服役在高溫、高濕、高鹽霧的海洋環(huán)境，容易造成其機(jī)體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、機(jī)載設(shè)備的腐蝕，嚴(yán)重時(shí)將影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性和功能性，甚至引發(fā)飛機(jī)安全性問(wèn)題。因此，提高其在海洋環(huán)境下的抗腐蝕能力是保證飛行安全和延長(zhǎng)飛機(jī)使用壽命的關(guān)鍵。

本文將主要針對(duì)水陸兩棲飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的表面防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，開(kāi)展全機(jī)結(jié)構(gòu)表面防護(hù)設(shè)計(jì)，目的是力求提升飛機(jī)的抗腐蝕性能，為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)在海洋嚴(yán)酷環(huán)境下長(zhǎng)壽命、高可靠性設(shè)計(jì)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，提升飛機(jī)的使用壽命，保證飛機(jī)的使用安全性和可靠性，降低維護(hù)成本。

1 表面防護(hù)設(shè)計(jì)的一般要求

防腐蝕密封設(shè)計(jì)的一般要求：

1）零件只噴涂底漆時(shí)，在零件圖樣上只注明底漆；零件在裝配后才涂面漆，應(yīng)在裝配圖圖樣上注明涂面漆；零件要求涂底漆、面漆時(shí)要求底漆、面漆均在零件圖樣上注明；

2）底漆應(yīng)在基體材料表面處理后規(guī)定時(shí)間內(nèi)涂覆；

3）除非有特殊結(jié)構(gòu)要求，結(jié)構(gòu)件用材料不允許呈裸露狀態(tài)使用；

4）在外部目視可見(jiàn)區(qū)域均視為外部結(jié)構(gòu)，如前起落架艙內(nèi)部、主起落架艙內(nèi)部（上部的起落架整流罩區(qū)域，包括起落架整流罩包圍區(qū)域，含機(jī)身蒙皮外表面。下部的下位鎖整流罩區(qū)域，包括下位鎖整流罩包圍區(qū)域，含機(jī)身蒙皮外表面）、溢波槽內(nèi)表面、水箱內(nèi)部、機(jī)翼后緣、尾翼后緣和翼身整流罩內(nèi)部；

5）燃油、液壓、冷氣、防/滅火、儀表設(shè)備和系統(tǒng)導(dǎo)管等，可根據(jù)標(biāo)志要求增加1層各色面漆，面漆顏色詳見(jiàn)表1；

表1 面漆顏色

6）一個(gè)零件既安裝于飛機(jī)外部又安裝于飛機(jī)內(nèi)部，按照飛機(jī)外部表面防護(hù)要求執(zhí)行；

7）文件中所列涂料的涂層厚度為一般尺寸，局部區(qū)域由于難以噴涂或零件本身復(fù)雜造成漆膜過(guò)厚是允許的，最大允許的厚度按照涂料相應(yīng)的工藝規(guī)范執(zhí)行；

8）零件數(shù)模注釋中規(guī)定的漆層厚度為一般尺寸，當(dāng)設(shè)計(jì)有特殊要求不允許局部區(qū)域超厚時(shí)，應(yīng)當(dāng)在數(shù)模中有單獨(dú)注釋或引注“漆層厚度不允許局部超厚”來(lái)表明，否則可按9）條，最大允許的厚度按照涂料相應(yīng)的工藝規(guī)范執(zhí)行；

9）飛機(jī)噴涂面漆時(shí)，為了達(dá)到一定厚度和遮蓋，需要噴幾遍，每遍為一道漆，這個(gè)過(guò)程叫重涂，每道漆之間間隔的時(shí)間為揮發(fā)時(shí)間，由稀釋劑揮發(fā)速度確定，達(dá)到預(yù)期的噴涂厚度和遮蓋效果為完成一層面漆噴涂。底漆噴涂厚度薄，一遍即可完成規(guī)定厚度的噴涂，加速/自然固化后為完成一層底漆噴涂。零件數(shù)模注釋中規(guī)定的噴涂1層面漆（51~76 μm）為漆層固化后的干膜厚度，施工時(shí)通過(guò)噴涂幾道漆層的噴涂方式達(dá)到規(guī)定的厚度。

10）鈦合金與不銹鋼鈍化后涂漆可不做結(jié)合力測(cè)試；

11）涂料刷涂部位漆層厚度可不進(jìn)行檢測(cè)。

投水艙門(mén)內(nèi)表面噴涂面漆時(shí)，目視不可達(dá)區(qū)域允許沒(méi)有涂層，除艙門(mén)圍框與縱梁外表面，其余部位允許有輕微的流淌、桔皮和過(guò)噴等，漆層厚度和結(jié)合力不作要求。

2 零件防護(hù)要求

1）鋁合金表面防護(hù)要求

非油箱區(qū)域采用鉻酸陽(yáng)極化+底漆；油箱區(qū)域采用鉻酸陽(yáng)極化+油箱專用底漆；磨損表面采用硬質(zhì)陽(yáng)極化+底漆。外部區(qū)域需增加面漆。

2）鈦合金表面防護(hù)要求

一般部位采用鈍化；與鋁合金接觸的部位采用溶膠凝膠+底漆。

3）銅合金表面防護(hù)要求

與同類(lèi)金屬接觸的表面可不進(jìn)行處理，與異類(lèi)金屬接觸的采用鍍鎘+底漆。

4）不銹鋼表面防護(hù)要求

一般部位采用鈍化；與異類(lèi)金屬接觸的采用溶膠凝膠+底漆。

5）結(jié)構(gòu)鋼表面防護(hù)要求

σb≤1 240 Mpa的采用鍍鎘+底漆，σb>1 240 Mpa的采用高強(qiáng)鋼鍍鎘+底漆。

6）復(fù)合材料表面防護(hù)要求

內(nèi)表面噴涂復(fù)合材料底漆；外表面要求導(dǎo)電部位采用填孔膩?zhàn)?整平劑+防靜電涂層+復(fù)合材料底漆+面漆，不要求導(dǎo)電部位采用填孔膩?zhàn)?整平劑+復(fù)合材料底漆+面漆。

3 組件防護(hù)要求

翼面檢查口蓋的鉸鏈連接處裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂。

未進(jìn)行表面處理的緊固件孔壁，可不進(jìn)行補(bǔ)充表面處理。密封劑達(dá)到不粘期后，對(duì)飛機(jī)內(nèi)部的托板螺母和無(wú)需密封劑封包，且無(wú)漆層的緊固件端頭清洗后再補(bǔ)涂1層該結(jié)構(gòu)部位相應(yīng)底漆，如一般結(jié)構(gòu)涂1層底漆，整體油箱涂1層油箱用底漆。部件裝配后無(wú)法整體噴涂緩蝕劑的部位（見(jiàn)表2中序號(hào)1），必須在組件裝配后、部件裝配前，密封劑達(dá)到不粘期，且涂層噴涂8 h或加速固化后，噴涂1層TFHS-15硬膜水置換型緩蝕劑，其中第六章規(guī)定的緩蝕劑禁止噴涂區(qū)域除外。

4 部件防護(hù)要求

對(duì)飛機(jī)內(nèi)部的托板螺母和無(wú)需密封劑封包，且無(wú)漆層的緊固件端頭補(bǔ)涂1層該結(jié)構(gòu)部位相應(yīng)底漆。補(bǔ)漆后，內(nèi)部已經(jīng)噴涂底漆的結(jié)構(gòu)表面整體再噴涂1層相應(yīng)底漆（油箱區(qū)除外）。內(nèi)部不易噴涂部位，要求在組件裝配完成、部件裝配前噴涂緩蝕劑，內(nèi)部不開(kāi)敞區(qū)域（即噴槍無(wú)法到達(dá)的區(qū)域）的表面允許刷涂底漆。部裝后結(jié)構(gòu)封閉區(qū)域，組件狀態(tài)對(duì)鉚釘端頭刷涂1層底漆，組件狀態(tài)噴涂緩蝕劑，部裝后不再噴涂第3層底漆。

對(duì)機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、浮筒等部件外部無(wú)需密封劑封包，且無(wú)漆層的緊固件端頭，部件涂底漆的涂1層外部底漆；部件涂面漆的涂1層外部底漆，再涂1層外部相應(yīng)顏色的面漆。

成排緊固件的補(bǔ)漆可使用噴涂的方法，在緊固件排的中心涂覆底漆和面漆（需要的話），噴涂寬度應(yīng)控制在至51~76 mm。若過(guò)噴不能避免，則需使用膠帶或薄膜對(duì)過(guò)噴區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。

主起落架艙、前起落架艙、溢波槽內(nèi)部、投水艙內(nèi)部和機(jī)翼后緣內(nèi)部視為外部結(jié)構(gòu)，采用外部涂層防護(hù)體系。因起落架安裝后阻礙主起落架艙和前起落架艙噴漆和噴緩蝕劑，因此前起落架艙在起落架安裝前、主起落架艙在管路及整流罩裝配前噴漆和噴緩蝕劑。

前起落架艙區(qū)域結(jié)構(gòu)零件表面均噴1層外部底漆+1層外部面漆。主起落架整流罩區(qū)域的機(jī)身蒙皮外表面和金屬結(jié)構(gòu)零件表面均噴1層外部底漆+1層外部面漆。

襟翼、副翼、升降舵和方向舵裝配完成后，已涂耐磨涂料部位除外，外部整體按涂1層外部底漆，再涂1層外部面漆。

部件完成裝配后，整機(jī)裝配前，密封劑達(dá)到不粘期，且涂層噴涂8 h或加速固化后，按照表2序號(hào)2的規(guī)定噴涂1層TFHS-15硬膜水置換型緩蝕劑，其中第六章規(guī)定的緩蝕劑禁止噴涂區(qū)域除外。

表2 TFHS-15緩蝕劑噴涂時(shí)機(jī)及部位

5 整機(jī)防護(hù)要求

5.1 機(jī)翼裝配時(shí)防護(hù)

機(jī)翼與機(jī)身對(duì)接的螺栓、螺母、墊片、開(kāi)口銷(xiāo)（以下簡(jiǎn)稱連接螺栓組）裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂。

機(jī)翼前緣、翼尖及翼面檢查口蓋的連接件（螺栓或螺釘）裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

襟翼、副翼與各懸掛接頭連接的螺栓組，副翼與調(diào)整片連接的螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。翼面檢查口蓋、擾流片鉸鏈連接處安裝時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂。

5.2 尾翼裝配時(shí)防護(hù)

垂尾前緣、平尾前緣、背鰭、翼尖、翼面檢查口蓋安裝時(shí)的連接件（螺栓或螺釘）裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

調(diào)整片的螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂。

垂尾與后機(jī)身對(duì)接的連接螺栓組、平尾與垂尾對(duì)接的連接螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂或7014潤(rùn)滑脂。

升降舵與水平安定面連接的各懸掛接頭的滑動(dòng)襯套、限位襯套及螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

方向舵與垂直安定面連接的各懸掛接頭連接的滑動(dòng)襯套及螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

5.3 發(fā)動(dòng)機(jī)支架及短艙各段連接的防護(hù)

發(fā)動(dòng)機(jī)架各撐桿連接裝配時(shí)涂7014潤(rùn)滑脂，裝配后外套筒外露表面涂1層7014潤(rùn)滑脂。

發(fā)動(dòng)機(jī)架各撐桿與各對(duì)接支座連接的螺栓組裝配時(shí)涂7014潤(rùn)滑脂，裝配后螺栓組外露表面涂1層7014潤(rùn)滑脂。

發(fā)動(dòng)機(jī)架前后對(duì)接支座連接的螺栓組詳見(jiàn)《短艙密封技術(shù)條件》

發(fā)動(dòng)機(jī)架各撐桿與機(jī)翼前梁固定接頭連接的螺栓組裝配時(shí)涂7014潤(rùn)滑脂，裝配后螺栓組外露表面涂1層7014潤(rùn)滑脂。

發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)各安裝節(jié)的軸上（裝配發(fā)動(dòng)機(jī)架主減器、后減器）均薄涂7014潤(rùn)滑脂。

發(fā)動(dòng)機(jī)短艙各構(gòu)件連接時(shí)，連接螺栓組、插銷(xiāo)涂7014潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組、插銷(xiāo)外露部位涂1層7014潤(rùn)滑脂。

5.4 浮筒裝配連接時(shí)防護(hù)

浮筒撐桿與機(jī)翼下翼面的連接螺栓組、撐桿與浮筒座的連接螺栓組裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后連接螺栓組外露部分涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。整流罩、整流罩撐桿蒙皮連接螺釘安裝時(shí)，涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

5.5 起落架與機(jī)身裝配連接時(shí)防護(hù)

起落架與機(jī)體結(jié)構(gòu)各搖臂、連接接頭類(lèi)零件的對(duì)接螺栓組，裝配時(shí)涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后螺栓組外露部位涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

5.6 艙門(mén)與機(jī)身裝配連接時(shí)防護(hù)

前起落架艙門(mén)、投水艙門(mén)、水舵和通艙艙門(mén)，其與機(jī)身結(jié)構(gòu)連接的螺栓組以及作動(dòng)筒與支座連接的螺栓組裝配時(shí)均涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂，裝配后螺栓組外露部位涂1層Mobil grease33潤(rùn)滑脂。汲水斗與機(jī)身結(jié)構(gòu)連接的連接件涂Mobil grease33潤(rùn)滑脂。

5.7 其它連接結(jié)構(gòu)裝配時(shí)防護(hù)要求

內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)漆層的緊固件端頭，密封劑達(dá)到不粘期后，涂1層內(nèi)部底漆；底漆固化后噴涂1層TFHS-15硬膜水置換型緩蝕劑。外部結(jié)構(gòu)無(wú)漆層的緊固件端頭涂1層外部底漆。

5.8 整機(jī)噴漆要求

整機(jī)外表面噴漆時(shí)（前起落架艙內(nèi)部、主起落架艙內(nèi)部、溢波槽內(nèi)部、水箱內(nèi)部、機(jī)翼后緣、尾翼后緣和翼身整流罩內(nèi)部除外），對(duì)噴漆部位清洗、活化后，噴涂1層外部底漆，1層外部面漆。

5.9 緩蝕劑禁止噴涂區(qū)域

飛機(jī)操縱鋼索、滑輪、含特氟隆涂層的軸承及潤(rùn)滑表面（如座椅滑軌）不允許噴涂硬膜水置換型緩蝕劑和重型緩蝕劑”。

1）氧氣系統(tǒng)相關(guān)部件。

2）需油脂潤(rùn)滑的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、密封的軸承等不允許噴涂硬膜水置換型緩蝕劑和重型軟膜緩蝕劑。

3）艙門(mén)、應(yīng)急門(mén)封嚴(yán)條，系統(tǒng)管路、導(dǎo)線束橡膠夾，軸承組件的油脂封圈等含硅的橡膠，抗液壓油封嚴(yán)（例如作動(dòng)筒的封嚴(yán)）。

4）機(jī)身蒙皮內(nèi)表面的隔音棉。

5）可能產(chǎn)生電弧的電路接頭區(qū)域。

6）客艙以及貨艙襯板等裝飾構(gòu)件。

7）發(fā)動(dòng)機(jī)吊架內(nèi)腔、APU本體以及APU保護(hù)罩、整流板及其支撐桿等高溫區(qū)域，或者使用了高溫密封膠（硅膠）區(qū)域。

8）底漆或者面漆噴涂后不滿8 h的表面。

9）使用溫度超過(guò)90 ℃的結(jié)構(gòu)表面。

6 結(jié)語(yǔ)

本文規(guī)定了水陸兩棲飛機(jī)結(jié)構(gòu)防表面防護(hù)設(shè)計(jì)要求，可作為工藝人員編寫(xiě)工藝指令和施工人員進(jìn)行施工的依據(jù)。由于水陸兩棲飛機(jī)使用環(huán)境較為廣泛，在陸地、湖泊或是海洋使用時(shí)，飛機(jī)所受的環(huán)境因素也有所不同，文中是按照最為嚴(yán)苛的海洋環(huán)境設(shè)計(jì)的表面防護(hù)要求，因此，本文也可以作為艦載機(jī)表面防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)的參考。