腐蚀和疲劳对飞机结构的挑战及解决思路浅析

飞机结构腐蚀以及疲劳损伤问题的存在，会对飞机运行的安全性带来威胁，因而有必要通过有效的防控措施对这两种问题的出现进行有效规避。基于此，文章基于沿海及远海使用环境，分析了当前飞机结构中的腐蚀与疲劳问题，并阐述了飞机结构防护面临的困境，而后提出通过控制体系的完善、超常规措施的应用等方法，降低腐蚀及疲劳问题的出现，从而减少对飞机结构的影响。

在飞机使用时限较长的情况下，易产生腐蚀或疲劳问题，因而飞机结构的安全性将会受到影响。其中，结构腐蚀会导致飞机结构老化，并且飞机服役环境也会加快飞老的老化进程。较之陆航与民航飞机，远海使用的飞机更易出现提前老化现象。基于此，需要通过腐蚀及疲劳问题的分析与解决，延长飞机使用寿命，保障其运行安全。

一、影响飞机结构的因素分析

1.腐蚀因素。

对于全世界而言，飞机腐蚀是飞机防护中面临的显著难题。如航载飞机长期在海域上航行，受到高温天气的影响，加之海上湿度较大且空气中盐分含量较高，因而飞机结构会受到一定的腐蚀。飞机大部分处于甲板停放状态，除了处于海洋大气环境包围之中，舰艇烟囱排出的废气和飞机起飞及着舰过程中排出尾气中的SO2、SO3、NO 与海洋盐雾组合成高酸性潮湿层，会在飞机机体结构表面形成pH 值为2.4～4.0 的酸性液膜。所以，相对于常规陆基飞机，舰载机的服役环境将更加严酷。

2.疲劳因素。

在交变载荷的作用下，疲劳是不可避免的。结构的疲劳损伤不断累积，剩余强度降低，结构会出现裂纹并不断扩展。更为严重的是腐蚀与疲劳的交互作用大大缩短裂纹的萌生时间，并且加快裂纹的扩展。腐蚀使得飞机提前进入老龄化，产生多裂纹，特别是在一些搭接部位容易产生“枕垫效应”，产生附加应力，降低结构抗力。

二、腐蚀与疲劳对飞机结构带来的挑战及面临的解决困境

1.结构腐蚀问题。

结构腐蚀是导致飞机结构损伤的主要形式，其是导致疲劳裂纹出现与扩大的直接原因，且腐蚀具有多发性特征。除了结构腐蚀之外，还有应力腐蚀与腐蚀疲劳，这两种腐蚀损伤类型会对飞机的运行安全产生不利影响。为此，需通过腐蚀控制措施的科学选用而提高飞机的安全飞行。在防控措施制定之前，需对各种腐蚀类型出现的成因进行分析，以上三种腐蚀问题都应归类于电化学腐蚀之下，是由飞机服役环境所引起的，与飞机维护方式也有较大关联。因此应根据飞机的具体腐蚀损伤情况进行适合的防控举措。然而由于当前机队腐蚀损伤信息收集方面存在记录不够完整、描述不全面且不够规范的问题，因而难以为腐蚀预防控制方案的制定提供可靠依据。

2.结构疲劳问题。

结构疲劳属于影响飞机安全飞行的重要损伤类型，腐蚀及疲劳的共同作用会严重损伤飞机结构。对结构疲劳损伤进行控制改装结构与检修处理两种方法。然而改装结构会增大维护成本，且由于改装方案的验证与实践较少，因而即便完成结构改装疲劳损伤问题也不一定能得到完全控制。而采用及时全面的检修，由可良好预防疲劳损伤的出现，也可节约大量维修费用。基于此，应定期针对飞机结构进行及时的检修。然而检修前要对疲劳裂纹的可检门槛值进行了解，明确具体的损伤部位，否则只依照维护流程进行维护，也无法全面排查出疲劳裂纹。然而目前的问题是缺少数字化的管理系统，难以实现对疲劳损伤的连续性监控，因而会对疲劳问题的及时掌控产生影响。

三、飞机结构腐蚀与疲劳问题有效消除的具体策略

1.建立健全腐蚀疲劳控制体系。

应对属于服役期的所有飞机的结构腐蚀与疲劳损伤情况进行了解，建立各架飞机的档案，对其腐蚀与疲劳问题的出现规律进行总结，对其未来发展状况进行预测，对腐蚀与疲劳对飞机所产生的不良影响进行评估，从而制定出可行性的维护方案。应对各部门的职责进行明确，建立起联动防控机制。以不同机型的腐蚀与疲劳特征为依据开展定期的排查工作，建立飞机结构腐蚀疲劳数据库。同时，还应将先进的风险评估技术引入腐蚀疲劳控制过程当中，结合风险评估报告及飞机的实际老化情况，制定出行之有效的维修规划，并确保各机务组严格落实，此外，还应针对飞机运行中的问题及时进行调整。

2. 关注与借鉴他国腐蚀与疲劳防控技术。

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0610/810.html