飞机涂装杂谈

庞立江，孟立辉

（石家庄理工职业学院，河北 石家庄 050228）

1 引言

军用和民用飞机在使用中会遭遇各种复杂的气候和环境条件，如雷雨、暴雪、冰雹、酸雨、沙尘、微生物等，如何使飞机结构和表面在各种恶劣的环境中不遭受破坏，在长时间飞行中如何创造一个温馨的舱内环境，减少机组和乘客的疲劳反应，飞机如何以光鲜亮丽的外衣展示航空运输公司的形象，如何伪装使敌人难以察觉和发现，……凡此种种，都需要从飞机涂装方面找答案，由此飞机涂装的重要性显而易见。

2 涂料概述

涂料是一种涂覆于物体表面干燥后成膜，并对底材具有保护、装饰或具有某种特殊功能的一类材料。油漆是涂料的一种，以前油漆原为植物油或植物漆调和而成，油漆之名也源于此。随着当代科技的进步，油漆领域已远非如此，利用各种性能的合成树脂制造出更为广泛的油漆涂料。当今使用的诸多油漆品种既不含油也不含漆，因此学术界已将油漆正名为涂料，但有时仍沿用传统的油漆一词称谓，这或许是对与自然和谐共生的“油漆”的环保理念的怀念。

涂料一般由成膜物质辅助以填料、颜 料、各种溶剂以及其他辅助剂组成，注写时通常写明涂料型号和涂料全称。涂料全称一般由颜色或颜料名称加上成膜物质名称，再加上基本名称而组成。对于不含颜料的清漆涂料，其全名则是由成膜物质名称再加上基本名称组成。当涂料中含有多种成膜物质时，选取起主要作用的一种成膜物质命名，必要时也可选取两种或三种成膜物质命名。主要成膜物质名称在前，次要成膜物质名称在后。例如：白色环氧硝基磁漆。

涂料型号用于标记并区分具体的涂料品种，位于涂料全称之前，是一个汉语拼音字母和几个阿拉伯数字组成。字母表示涂料（或成膜物质）类别代号（见表1），位于涂料型号的最前部。字母后紧跟的第一、二位两个数字表示涂料基本名称代号（见表2）。第一、二位两个数字后加一短横线，然后跟以第三位，或第三位与第三位以后位数字，为涂料序号，用以表示涂料品种的差别。对于04 磁漆还表示出该涂料是有光、半光或无光，其中第三位或第三位和第四位的序号为1-49 时表示有光，为60-69 时表示半光，为80-89 时表示无光，例如：S04-60 各色丙烯酸聚氨酯半光磁漆，H04-80 各色环氧硝基无光磁漆。

表1 涂料类别及代号

表2 涂料基本名称代号（部分）

值得说明的是有些漆的型号不太标准，型号序号中位数多并带有字母，如S04-101H 各色丙烯酸聚氨酯磁漆，H06-1012H 锶黄环氧聚酰胺底漆。还有些航空用漆型号则更不标准，其型号借用了研制代号。如13-2，SF-9，H06-D 等。

3 航空涂料及飞机涂装作用

航空涂料是指专用于飞机及其他飞行器涂装的涂料。随着航空科技的飞速进步，加之航空器特殊的底材、特殊的使用环境和特殊的使用性能要求，航空涂料逐渐多功能化、高技术化。航空器不同部位、不同防护目的、不同目标功能的航空涂料具有不同的性能和使用特点，有的涂料具有防腐蚀，有的涂料成膜表面具有良好的耐磨性，有的具有耐温性，有的具有装饰性等等，涂料种类、特性不同，其用途、作用也是五花八门，但概括起来主要有以下几个方面。

3.1 零部件表面防腐缓蚀作用

飞机飞行过程经历了从地面起飞到高空巡航，再到地面降落一个个循环过程，期间穿过底层大气环境中的飞沙扬尘、雾霾湿气，高空环境的雨雪风暴、电闪雷鸣，不可避免地受到纷杂环境的影响使机体结构造成腐蚀，影响飞行可靠性、安全性和寿命。对军机轻则造成返航检修，重则贻误战机甚至造成机毁人亡，若是民航飞机也可能导致乘客生命财产损失。为避免由之导致的那些无谓的损伤，须采用适当的航空涂料防腐缓蚀，保护军、民飞机内外部结构系统中所有需要保护的金属、非金属构件和零件不受环境的侵蚀，延长飞机的使用寿命，这是航空涂料最主要的作用之一。根据飞机不同部位的不同使用要求，选用合适的涂料，可有效避免飞机各种材料零部件磨蚀、砂蚀、雨蚀、微动磨蚀、剥落腐蚀、微生物腐蚀、酸和碱等各种介质腐蚀造成的破坏。

飞机容易腐蚀的部位有发动机入口和冷却空气通气孔、起落架及起落架舱、蒙皮接缝和紧固件孔、排气区、折叠凹槽、襟翼和铰链凹槽、易积水区、易凝露区、蓄电池架、整体油箱、旅客机的厕所和厨房、战斗机上火箭发射和机炮射击的爆发区等，这些部位的航空涂料防腐缓蚀原理主要体现在：涂料将屏蔽物体表面与外界环境隔离，阻止腐蚀介质侵蚀金属；涂料化学组分与需防腐金属反应，在金属表面形成保护膜或使其钝化，阻止外界渗透介质腐蚀；利用涂料中的某些金属组分比机体金属材料电位更负，在电化学腐蚀中起牺牲阳极保护机体金属作用。

3.2 装饰作用

飞机涂层的装饰按其喷涂部位不同有内部装饰和外部装饰两种。机舱内部装饰涂层为机舱内部机组和乘客提供了温馨的环境，尤其民机客舱内部柔和的涂层色调给乘客以舒适感、色彩感，有助于缓解和消除乘客由狭小机舱空间给旅客带来的压抑感和长途旅行疲劳感，这对民机吸引乘客尤为重要；机体外部涂层对装饰性要求最高的首推飞机蒙皮涂层，它好比为飞机披上了一件美观漂亮的外衣，外观装饰得当可增强飞机整体视觉冲击力，有助于树立航空公司形象，提高其商业竞争力。

一般来说，飞机涂装装饰要求：涂装颜色均匀一致，外观细腻平整、色泽平艳适度，给人以舒适美好的视觉感受。装饰效果的好坏直接展现了飞机精美程度，体现其价值文化。装饰性能是航空涂料兼具的性能，尤其是飞机外表面整体喷漆更是讲究装饰效果，飞机彩绘是对飞机外观整体涂装装饰性表现的极致。

3.3 特种作用

飞机涂装有多种特种作用：伪装作用、吸波隐形作用、阻燃作用、防滑作用、抗静电作用、耐油作用、耐磨作用、防雨作用、防冰作用、防雾作用、耐热作用、防湿热、防盐雾和防霉菌作用等。伪装涂色是一种光学隐身技术，利用伪装涂料使军机外观成迷彩状，将飞机迷彩色与背景融为一体或形成明显的反差，扭曲飞机的轮廓，敌方很难发现和识别，从而保存自己，消灭敌人。伪装作用消除了飞机与背景之间的颜色或亮度差别，使色彩和光谱反射率与背景相一致，使飞机隐匿于森林、草原、沙漠等背景之中，起到保护我方有生力量的目的。如在海湾战争中，英、法等国空军都将飞机涂成土黄色，在海上作战的舰载机一般以浅灰色或浅蓝色和白色为主。军机外部吸波隐形作用主要是采用铁氧体、金属超细粉等吸收剂，在战斗中外部涂料可吸收雷达波，使敌方雷达难以发现我方战机，我方在空中格斗时处于主动，出奇制胜，例如F-117和B-1的外表均喷涂有薄薄一层铁氧体涂层。金属超细粉是一种颗粒直径小微米于0.1的金属和合金微粒，对电磁波有较强的吸收能力，可减少雷达发现的概率，有效提高伪装和突防能力。阻燃涂料用于机舱内部，可在发生火灾时阻止燃烧，防止座椅、地毯、窗帘等的燃烧蔓延。防滑涂料涂层用于机舱地板，使地板具有更大的摩擦系数，以防止人员在舱内行动时滑倒。抗静电涂料主要用于雷达罩、天线罩或油箱内部，涂于非导体表面，以消散表面静电，使之能传导电流，排除静电，避免电子干扰，防止雷击或产生火花。耐油涂料能长期经受油品浸蚀而不受破坏，主要用于油箱内部和其他接触油类部件，涂料除耐油外，须考虑其与油箱密封剂的配套性、抗微生物性、抗静电和不污染油品等性能。在飞机飞行、特别是降落过程中，一些迎风部位的零件，容易遭受空气中的杂质如砂砾、雨滴以至飞鸟的撞击而造成磨蚀，最终影响零件的外观、空气动力性能或降低疲劳强度。航空耐磨涂料可用于压气机叶片，机翼、旋翼、桨翼的前缘及起落架护板等部位，防止其受到腐蚀。飞机穿越雨区时，与雨滴的相对速度可达亚音速或超音速，机翼、旋翼或桨翼前缘及机头雷达罩等容易被雨滴冲刷而磨损或剥落，出现雨蚀现象，防雨涂料能在受到雨滴冲刷时利用其高弹性能吸收冲击能，从而降低或消除其冲蚀作用。防冰涂料可用于飞机表面及发动机帽罩的除冰或防冰，使冰霜对涂层的附着力降低，在外力的作用下，很容易从涂层表面脱落下来，能使冰霜融化，直接防止冰霜的形成。高湿度的空气，接触到温度较低的玻璃时，空气中的水分便结成微细露珠附着其表面，玻璃亦变得模糊，影响视线，此时在玻座舱玻璃、仪表玻璃、面具玻璃等部位应用防雾涂料，由于其具有耐水性，能防止水分结成水珠，使空气中的水分在物体表面只能形成水膜，以保持玻璃的透明度。耐热涂料由于能长期经受200 摄氏度以上温度，不变色、不开裂、不脱落，对底材有保护作用，广泛用于飞机耐热部位及发动机。飞机服役区域广，包括湿热带、沿海地区等，此时应用涂料，更要注意涂层能经受住高温湿热、盐雾和霉菌等作用。

3.4 其他作用

飞机涂料除了具有以上作用外，有的还具有光滑平整、封闭作用、隔离作用、示温作用、辐射散热等作用。涂料外用涂层可以使飞机外表面光滑平整，具有减少阻力、改善飞机空气动力性能等良好作用，如某机型机翼将油蒙蒙皮布涂Q63-1 硝基涂布漆，在干燥过程中产生收缩，能使蒙皮布拉紧，提高蒙布强度约三分之一，且形成一定弹性，蒙布受冲击后一般不会产生残余变形，同时使蒙布不透气和水并使蒙布光滑，减小飞行阻力。封闭涂料主要用于铸镁合金、复合材料以及喷铝层等表面，以封闭其中的针眼、气孔、或其他微细缺陷，增加防护能力并可改进底材强度，使用时不能单独作为防护层，注意和其它底漆、磁漆配套使用，以提高整个涂层系统的防护性能。隔离涂料是一种不粘涂料，主要用于飞机的口盖部位，保证口盖的密封性，同时又便于口盖开启。示温涂料涂层是因受热而发生颜色变化以指示温度的涂料，可用于发动机内部和飞机表面的测温。涂料辐射散热作用，可降低高性能军用飞机的表面温度。

4 飞机涂装常用的油漆类别及漆层选择

4.1 飞机涂装常用的油漆类别

涂料按成膜物质的特性可分为有机涂料和无机涂料两大类，飞机涂装大多用有机涂料。有机涂料俗称油漆，主要以成膜物质（天然树脂、人造树脂、合成树脂）为基料，辅以颜料、填料、助剂以及分散物质等组成。有机涂层按用途分为清漆、底漆、磁漆、腻子、耐热漆、标志漆、示温漆和美术漆等；按在飞机上的不同使用部位主要分为飞机外部涂料、内部涂料、整体油箱内部涂料、非金属保护涂料、客舱装饰性涂料以及其他耐介质涂料等；按主要成膜物质分为聚氨酯涂料、环氧涂料、丙烯酸涂料、有机硅涂料、酚醛涂料、醇酸涂料、硝基涂料、过氯乙烯涂料、沥青涂料等十几类。目前国外航空底漆多为环氧涂料，也有采用聚氨酯涂料的；航空磁漆多为聚氨酯涂料。常见的航空涂料组成及特性见表3。

表3 常见的航空涂料组成及特性

4.2 飞机涂装漆层选择

采用涂料涂装是航空产品重要的防护措施，对军机和民机都是不可缺少的良好的保护性功能材料。选择飞机涂装涂层时，首先要分析飞机零部件材料特性、使用的环境条件、运行条件要求，在此基础上确定涂层所需具备的防护性能要求、装饰要求、特种功能要求和其他要求，根据这些要求，综合考虑涂层物理机械性能、涂层与基体的附着力、耐候性、抗老化性能、底层和面层的配套性以及施工工艺等因素，确定所需要合适性能的涂料或涂料组合。

不论防腐蚀涂料、装饰粉料还是功能涂料都很少单独使用，一般由几种涂料配套，组成复合结构层即涂层防护系统，以获得最佳效果。常见的涂料复层体系结构有：底漆-面漆配套、封闭漆-底漆-面漆配套、底漆-二道底漆-面漆配套等。底漆直接涂覆在结构表面，主要起防腐、增加涂层结合力和增加面漆的丰满度等作用。底漆可以单独使用，但多数情况下，底漆是与面漆配套使用。面漆一般作为涂装的最终涂层，多为各种性能独特的磁漆，它们或是防腐性突出，或是装饰效果好，或是具备某种特殊功能，以满足各种使用要求。底漆面漆配套适当，可获得质高价廉的涂层体系。例如对于飞机外表的铝合金件可涂H06-2、H06-25 环氧锌黄底漆或H06-1012H锶黄环氧底漆，然后再涂两遍S04-49 或S04-101H 或S04-60 丙烯酸聚氨酯磁漆；对于飞机外表钢铁件可涂H06-2 铁红底漆，然后再涂两遍S04-49 或S04-101H 或S04-60 丙烯酸聚氨酯磁漆；对于飞机内部的各系统及可见的铝合金结构件可涂H06-2 锌黄环氧底漆，然后再涂H04-2环氧硝基磁漆；而内部钢铁件可涂H06-2 铁红环氧底漆，然后再涂H04-2 环氧硝基磁漆；不可见的结构件，铝合金件涂H06-2 环氧锌黄底漆，钢铁件涂H06-2 铁红环氧底漆。

另外，选择油漆时还要考虑漆膜微观结构、柔韧性、干燥类型等因素。漆膜微观结构有两种链状线性结构（如Q63-1，B01-3，G04-9）和网状三度空间结构（如H06-2，S04-101H）。一般来说，网状三度空间结构的漆膜的性能优于链状线性结构的漆膜。醇酸磁漆柔韧性突出，综合性能尚可。导管弯曲成型时漆层不会开裂脱落，可用于自弯导管涂漆。油漆干燥类型有两种，第一种类型：漆膜中溶剂（稀料）挥发掉，漆膜即干，这类漆干燥迅速，如B01-3，G04-9，H04-2；第二种类型：漆膜中溶剂（稀料）挥发后，漆膜中还要进行化学反应，化学反应结束，漆膜才干，如C04-2，S04-49，H06-2。

5 飞机涂装注意事项

（1）飞机由许多系统组成，为了区分不同系统零部件尤其是管路，往往不同系统涂装成不同的颜色。我国自己设计的飞机各系统的油漆颜色大多沿袭前苏联的规则，前苏联飞机油漆颜色规则如下：

表4 前苏联飞机油漆颜色规则

（2）为提高涂漆的附着力、增强防腐功能，涂漆前应注意进行预处理，如铝合金件清洗后化学氧化或阳极氧化；黑色金属喷砂后发蓝或磷化。氧化或磷化膜层不仅提高了金属的防腐性能，而且膜层多孔，与油漆层有良好的结合力，是油漆层的良好底层。

（3）涂装时应注意根据材料防护要求和使用环境正确选择涂漆种类，涂错了漆不仅达不到防护要求反而会适得其反，如对钢铁有极好防锈性能的红丹防锈漆，若涂到铝板上，反而会引起后者腐蚀；对钢铁起防锈作用的铁红底漆，涂到铝板上对铝也会引起腐蚀；镁合金零件在涂面漆前，要涂两遍锌黄底漆，而且要在第二遍底漆中加3%铝粉（为提高保护性），如把这种第二遍底漆用作第一遍反而会引起镁合金腐蚀，（原因是铝粉电位比镁合金高，发生了电化学腐蚀）；受高温作用的零件如涂上了过氯乙烯磁漆，过氯乙烯磁漆会在高温下裂解，放出氯化氢，后者会强烈腐蚀金属；Q63-1 硝基涂布漆涂刷木桌，将会使桌面翘曲（由于Q63-1 在干燥时强力收缩），等等。

（4）飞机涂装设计应注意运用“多层异类”原则。“多层异类”原则是指在总厚度相同情况下，多遍涂比一遍涂获得的漆膜质量更高。由于不存在性能万能的油漆，为得到多种性能的最佳漆层，实践中往往采用“多层异类”原则，即采用多层漆多遍涂，每层漆采用不同漆种，从而最大限度地发挥每类漆的最突出性能。例如过氯乙烯漆耐化学性能和耐侯性都不错，但附着力较差；环氧漆类附着力高，但耐侯性较差；所以某些飞机的面漆就采用环氧漆(H06-2)作底漆，过氧乙烯（G04-9）作面漆，为了使这两种漆很好亲和，在它们之间还加了一层能承上启下的醇酸漆（C06-1）作中间层。

（5）H06-2 锌黄底漆和H06-2 铁红底漆的区别。两者的成膜物一样，但颜料不同，前者是铬酸锌，后者是氧化铁；前者是化学防锈底漆，既可用于有色金属，也可用于黑色金属；后者是物理防锈底漆只能用于黑色金属，若用于有色金属可能会产生腐蚀。

（6）H06-25 锌黄环氧底漆和H06-2 锌黄环氧底漆的区别。前者是双组份，保护性能优于后者，但施工较复杂，价位也较高；后者是单组份，性能能满足一般要求，施工简单价格便宜。

（7）H06-25 锌黄环氧底漆和H06-1012H 锶黄环氧底漆的区别。两者都是双组份，前者中的防锈颜料是锌黄（铬酸锌），后者中的防锈颜料是锶黄（铬酸锶），两者防锈性能相当，后者中的锶黄价高，耐高温性比前者中的锌黄好，后者适用高速飞机铝蒙皮的保护。

（8）S04-49 丙烯酸聚氨酯磁漆与S04-101H 丙烯酸聚氨酯磁漆的区别。两者为同类漆，差别好比两种含毛量不同的涤毛衣料。S04-49的性能略次于S04-101H，但价格较低。

6 结束语

世界各国、尤其是航空发达国家的航空技术突飞猛进，其军用民用飞机涂装防护技术也随之飞速发展。为助推我国航空事业的发展，应下大力进行飞机涂装防护、增强飞机防护可靠性、延长飞机使用寿命诸方面的研究，对民机还要一改涂装相对简单、乏味的传统形象，换之以富有时代感的涂装款式。涂装好比飞机艳丽的衣饰，不仅保护飞机机体结构，更是展现飞机“个性”魅力的好方式。飞机涂装事业大有可为！

[1]刘 新.防腐蚀涂料与涂装应用［M］.北京：化学工业出版，2011-07

[2]吴复宇.涂装工艺与设备［M］.北京：高等教育出版社，2006-06

[3]张学敏.涂装工艺学［M］.北京：化学工业出版社，2002-09