老龄飞机起落架系统结构腐蚀问题研究

朱金华 刘建辉 张秋生

（空军93199部队飞机修理厂，黑龙江 五常 150223）

0 引言

老龄飞机的使用寿命没有统一明确的时间界定，通常是指使用时限达到设计使用目标75%以上的飞机。运输五型飞机是老旧机种之一，航材短缺、机件临近到寿等因素始终存在于机务工作之中，维修保障的困难很大。

起落架系统是飞机的重要组成部分，飞机停放、起飞着陆时，起落架承载了飞机的全部重量，特别是着陆时其承载的重量远超飞机的重量，所以做好飞机起落架的检查维护工作显得尤其重要。飞机起落架由其安装位置的特殊性，经常在多变的腐蚀环境中曝露。时常还受到维护、操作等各种因素的影响，起落架及其构件容易造成腐蚀失效。而起落架的工作性能直接影响了飞机的安全，特别是老龄飞机的使用可靠性和安全性。

因此正确探索、研究老龄飞机起落架系统结构腐蚀的原因，并采取相应的预防措施，对起落架的使用寿命最大限度延长、确保老龄飞机在服役期内的安全运行及经济效益。

1 起落架系统结构常见腐蚀的部位

十多年来，根据运五飞机修理大数据分析及经验积累，老龄飞机起落架结构系统严重腐蚀的部位有八处：

1.1 减震筒内工作面及外表面

减震筒内外表面容易产生点腐蚀、晶间腐蚀等[1]。如图1所示。

图1 减震筒腐蚀示意图

1.2 活塞杆工作表面

活塞杆工作面易产生点腐蚀，造成镀铬层破坏，产生麻点、气孔等现象。如图2所示。

图2 活塞杆腐蚀示意图

1.3 前撑杆底部

前撑杆底部外侧表面容易产生应力腐蚀；内侧表面易产生均匀腐蚀，因在使用、修理过程中，从装配刹车软管的孔进入污染源，难以排出，造成腐蚀[2]。如图3所示。

图3 前撑杆腐蚀示意图

1.4 后撑杆外侧表面

后撑杆外侧表面容易产生应力腐蚀。

1.5 半轮轴根部

半轮轴根部容易产生应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳，造成裂纹失效现象。

1.6 刹车钢圈与轮毂接合部

刹车钢圈与轮毂接合部容易产生缝隙腐蚀，造成铸造镁合金轮毂产生麻点、气孔等现象。

1.7 刹车盘凸缘部位

刹车盘凸缘部位容易产生晶间腐蚀，造成断裂失效现象。如图4所示。

图4 刹车盘凸缘腐蚀示意图

1.8 内、处侧法兰盘根部

内、外侧法兰盘根部易产生应力腐蚀、腐蚀疲劳等，造成裂纹失效现象。

2 起落架系统结构腐蚀的因素

通过对运五老龄飞机起落架系统结构腐蚀部位失效分析、研究结果表明，飞机起落架系统结构腐蚀的因素，主要是由飞机所使用环境、组成构件自身特性决定的，是综合作用的结果，涉及到大气条件、运行环境和制造材料等多种因素。

2.1 气候因素

老龄飞机起落架系统结构在起飞和降落时暴露在机体之外，处于比较恶劣多变的大气环境之中，盐雾、凝露、海水、潮湿空气和工业废气等腐蚀气体会直接作用在起落架上，加速老龄飞机起落架系统结构的电化学反应，对其造成腐蚀。

2.2 跑道因素

由于运输五型飞机自身的优越性升力系数大，飞行速度慢，低空性能好，起飞着陆距离短，自身重量相对较轻，场地要求低，可以在设备不完善的机场、面积不大的场地和山区使用。一是跑道污染的因素造成。指使用化学物质清除跑道的积雪或结冰后．遗留在跑道上的颗粒、粉尘等有害污染物质，直接影响到飞机在起降过程中对起落架系统结构产生的腐蚀程度。二是跑道构造的因素造成。跑道铺设材料的质量、种类，砂砾灰尘的多少，跑道上遗留的污物等有害物质。如飞机起降过程中卷起的机场上的灰尘、沙石、雨水、冰雪对起落架产生冲刷腐蚀[3]。

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2.3 材质、结构因素

运输五型飞机起落架用具有极高比刚度、高比强度和良好韧性等综合性能较好的结构钢（30CrMnSiA）制造。从钢材的冶炼和加工的工艺上来说,要求该类钢材必须达到相关标准的要求, 并在有害物质和杂质的含量上严格控制在范围之内尽量减少钢材表面的腐蚀。飞机的轮毂、刹车盘用密度小、比强度、比刚度高，能承受较大的冲击载荷的镁合金制造，在制造过程中采用适当的工艺与措施，防止抗腐蚀性能较差的特性。

由于起落架结构的复杂性，飞机在起飞、降落和清洗、结露等因素容易引起起落架积水，如维护保养不及时，杂质极易附着在表面上，形成腐蚀溶液造成局部腐蚀[4]。

2.4 镀层因素

在制造或大修时，起落架活塞杆外表面镀硬铬，其余构件外表面镀锌。硬铬镀层具有耐磨、硬度高的优点，但缺点是硬而脆，易脱落，在起落架镀铬层磨削修理过程中，经常会出现表面开裂现象，当受到冲击、交变载荷的作用时更为明显。在飞机长时间停放过程中，表面缺陷在拉伸应力作用下容易促使镀层开裂。镀锌层具有保护黑色金属防锈防腐性好的优点，但缺点是结合力较差，容易起泡、脱皮，脆性区易发生腐蚀，镀锌层孔隙率也直接影响镀层耐蚀性。镀层一旦有破损，对基体的影响首先表现为电偶作用．并同腐蚀介质中的阴极反应（氢离子的还原）组成多元混合电极，促进了起落架的应力腐蚀。镀层质量的好坏，直接关乎着镀层对基底金属的防护能力。

2.5 涂层因素

起落架系统结构多数机件进行油漆涂层保护，其优点是保护零件不受外界有害物质的侵蚀，使其延长使用寿命。但是在实际施工过程中，由于没有严格按照工艺要求施工，造成油漆涂层附着力不牢，过早脱落、表面粗糙等现象。促使金属表面过早地暴露在较恶劣多变的大气环境之中，加剧了腐蚀破坏的发生。

2.6 人为因素

在飞行训练教学时，由于学员的技术水平、飞行经验相对不足,在降落时往往会产生重着陆，加大起落架系统的应力，加剧老龄飞机起落架系统结构的损伤，产生应力腐蚀。在老龄飞机起落架系统结构维修时，维护人员接触起落架结构零部件时遗留的油垢、汗水，清洗时清洗剂使用不当、残留物等都会产生腐蚀隐患。

3 起落架系统结构腐蚀的预防措施

老龄飞机起落架系统结构的腐蚀问题是每架老龄飞机都无法避免的，如果机务工作者在日常的维护工作中能够针对腐蚀发生的机理和飞机的常见腐蚀情况，做到提前预防，就能把机件腐蚀的机率降到最小，防止维护不当造成起落架使用寿命缩短，有效延长其服役年限，为单位节省财力物力。现提出预防飞机腐蚀的措施如下：

3.1 高度重视飞机起落架系统结构表面清洁工作

在起飞和降落时，飞机起落架系统结构表面会受到腐蚀性气体的污染以及外来物的撞击。

（2）砂子、金属屑会划伤飞机起落架系统结构金属的表面，破坏其保护层。金属屑还可能使飞机起落架系统结构金属材料产生电化学腐蚀；

（3）其他污染物（蚊虫尸体残骸）也可直接腐蚀飞机起落架系统结构表面。

因此，每一次飞行后立即进行清洗飞机起落架系统结构是预防表面腐蚀的最好方法之一。

3.2 加强飞机起落架系统结构的日常维护管理

起落架的日常维护管理是防腐的第一道关口，对于容易腐蚀的部位，应按制度定期认真检查维护和精心维护保养。

（1）返修过程中必须使用经研究证实对起落架无不利影响的施工工艺和修理方法，并控制修理件的选择；

（2）对在定检和大修过程中发现重要结构部件上的腐蚀情况，要认真进行腐蚀等级的评定，以准确掌握腐蚀的严重程度，进行专题研究，采取相应的措施，确保构件安全可靠；

（3）对于发现机件的一般腐蚀情况，依据相关维修手册及修理工艺，维修要到位，清除要彻底，否则将会造成更为严重的腐蚀和经济损失；

（4）切实做好防潮工作。在雨季、高温、潮湿季节和冬季，防止雨水、雪、雾、甚至海水的侵入。应缩短检查周期，用擦拭、通风的方法去除水气，抓好防腐蚀措施的落实；

（5）加强维护人员的防腐培训工作，不断提高人员的防腐意识和防腐技能；

（6）建立有效的腐蚀防控机制、监控网络，不断更新数据采集方法和数据处理手段，较好地处理、解决飞机起落架结构系统的腐蚀问题[5]。

3.3 加强老龄飞机起落架系统结构表面保护意识

在日常维护及修理过程中，根据腐蚀的具体情况，结合本单位的修理能力，可采用电刷镀技术、化学镀技术、阳极化处理技术、热喷涂技术、涂新型防护漆等表面技术进行防腐保护。另外，还可以采用涂密封剂和防腐剂的方法加强保护。采用带有缓蚀性的密封剂密封孔口用来阻止腐蚀介质从孔口流入轮轴内腔和外表面，阻止腐蚀源进入起落架系统结构基体。

3.4 正确充灌减震支柱内的液压油和气体

油气的充灌是减震支柱维护的关键工作。过多或过少的油和气都会影响到飞机在滑行、起飞、降落时的操纵性能，并使结构过载运行。要严格使用干燥的压缩气体(氮气)进行充灌，以防充灌的气体不够干燥，从而使水分随之进入，导致减震支柱内表面及部件腐蚀[6]。

3.5 加强对跑道的检测

要定期的对跑道的不均匀沉降进行观察和检测，可采用注水、注浆、反压等方法防止跑道的不均匀沉降。同时，注意跑道的清洁，防止外来污染物污染跑道。从而产生使老龄飞机起落架系统结构腐蚀的隐患。

3.6 加强飞机驾驶者安全意识

提高飞行人员的技术水平，注重理论联系实际，避免重着陆，避免大角度高速度着陆。控制飞行不规范造成老龄飞机起落架系统结构因疲劳损伤而引起的腐蚀。

4 结语

老龄飞机起落架产生腐蚀是正常现象，但要不断的探索研究，进行有效控制。因为腐蚀会影响到起落架结构的可靠性，从而会对飞行任务和训练造成不利影响。所以说，机务人员在起落架日常维护上，要打破常规，详细目视检查，扩大检查面，严格把关，坚决做到思想重视、管理到位、措施具体，抓好末端落实，就能够确保老龄飞机安全可靠运行。