浅析航空器的损伤与预防

徐刚

摘 要：本文讨论了航空器的损伤及其预防维修的一些相关的方法，阐述了目前航空器损伤的形式及其特点，分析产生损伤的原因。本文总结出了几种典型损伤在航空器发生的典型部位，针对这些常见失效原因，提出了在使用和维护过程中的改进措施效和建议。

关键词：航空器；损伤预防；改进措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.264

0 引言

近年来，随着民航业的不断发展，航班数量快速增长，航空器损伤事件也随之增多。如果不能有效的预防航空器损伤、检查排除故障，将为飞行安全埋下重大的隐患。因此了解航空器损伤破坏形式和易发部位，如何有效解决这些问题，保证飞机的飞行安全，具有重要的现实意义。

1 航空器典型损伤类型

根据相关维修数据显示，近年来常发生在航空器上的典型损伤类型多为腐蚀、疲劳、鸟击、雷击、地面维修所造成的损伤、热损伤等。

航空器结构在腐蚀、疲劳、外来物击伤及热应力和烧蚀的作用下，会使航空器出现许多种破坏损伤的形式，根据波音公司提供的SRM手册，将破坏分为裂纹断裂、腐蚀、褶皱与鼓起、变形、凹坑、刮擦、沟槽、刻痕、缺口、磨振、脱胶、分层等破坏损伤形式。

2 典型损伤部位

飞机在使用过程难免发生损伤，但是损伤的位置会根据损伤类型的不同而不同。

（1） 腐蚀。根据某公司A320机队在C检中产生的与结构腐蚀相关的非例行工卡统计数据显示，大多数腐蚀发生在机身下半部，主舱地板梁和客椅滑轨以及厨房厕所下部区域的的地板结构，部分腐蚀发生在货舱，其他位置发生腐蚀的情况较少。对于飞机机体蒙皮而言，其主要受外界潮湿环境、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、外来物损伤后的点腐蚀的影响较大。外界潮湿环境中含有的大量污染物质，如SO2、硝酸盐等会加速腐蚀的发生；由于结构件所采用的材料不用，形成小阳极大阴极的电偶腐蚀；受加工工艺及安装工艺的影响，不可避免的存在缝隙，形成氧浓差电池以及闭塞电池造成腐蚀；在飞机起飞、滑跑、降落等阶段，由于飞机道面的沙石或者异物的存在，使飞机机身腹部容易被这些异物的击中，造成外来物损伤，金属发生裸露，在大气环境的作用下，形成腐蚀电池。对于机身主舱地板梁和客椅滑轨以及厨房厕所下部区域的的地板结构而言，其受腐蚀的主要原因是厨房、厕所的溢出物大多具有酸、碱物质的液体.湿气也经常聚集在结构结合面中和排污口附近，因而地板梁和排污口处易发生腐蚀问题。对于机身前后下货舱和散装货舱而言，由于其经常运送各种货物，如果货物中的海鲜等鲜活货物或者带有腐蚀性的化学品在运送中泄漏，会导致货舱结构的严重腐蚀。另外，由于飞机飞行高度的变化，温度也随之变化，忽冷忽热，在温差的作用下，货舱底产生冷凝水或者是货物泄漏产生的污水，若排水装置未能将这些污水排净，导致货舱底结构积水，从而导致腐蚀。

（2）疲劳。结构的疲劳经常发生在受力变化较大而且受力方向变换较频繁的部位，比如机身、机翼、接头、起落架等。对于机身而言，其开口较多，承受集中力多，受力复杂，比如，机身蒙皮和桁条需要承受由于弯矩引起的拉压正应力以及由剪力和扭矩作用而引起的剪切应力，密封舱段蒙皮还要承受相当大的压差，这就大大增加了蒙皮发生疲劳破坏的可能性。对于机翼而言，其在飞行过程中承受各种气动力以及起飞、着陆、在地面滑跑等产生的振动应力的复合作用，受力比较复杂，机身机翼接头处所受应力较大而且经常变化，属于高应力交变区，加之此处在设计时对过渡处理的不够圆滑，应力集中系数较高，致使该部位在飞行一定时间后，就必然产生疲劳破坏，出现裂纹，所以机翼以及接头是疲劳的多发地带。对于起落架而言，其在起飞、滑跑、降落等过程中承受巨大的载荷，而就其本身来说起落架结构件组成较多，形状复杂，吸收和耗散的热量较大，因此零构件的应力集中部位也较多，因此，起落架是发生疲劳破坏的高危区域。

（3）外来物损伤。由于外来物损伤是一种偶然性损伤，因此损伤的位置会因外来物种类的不同而大相径庭，但是通常来说，该种损伤一般多发于机翼以及机身下部区域。民航飞机机翼的面积非常大，由概率论的知识不难得出，机翼被鸟击、雷击的概率也就相对较大。此外，日常维护、接送飞机的过程中需要使用辅助工具，比如工作梯、廊桥等，此类辅助工具距离飞机很近，容易造成蒙皮磨损、凹坑、褶皱或擦伤。当飞机被跑道异物、爆胎碎片等击伤时，由于机身下部离这些异物的距离相对较近，所以这些外来物通常会打到机身的下部，造成飞机蒙皮的凹坑或孔洞。在了解了航空器各种损伤特点及其易发位置后，飞机损伤的造成存在多种影响因素，主要是大气条件和运行环境的影响、机结构防腐措施设计不完善、维修因素、飞机疲劳载荷、应力集中、尺寸效应、表面加工的影响、残余应力、生产工艺、机场停机坪运行环境、航空器勤务、维修人员的自身能力、机场FOD的管理制度等。

3 维护建议

随着我国运营飞机年龄的增长，飞机的损伤会变得越来越严重。因此，合理有效的处理与预防腐蚀损伤就显得尤其重要。因此給出维护建议如下：

（1）现役飞机在使用过程中，需要做到腐蚀防护，控制结构件的进一步腐蚀损伤，根据其使用环境的不同，在充分考虑特殊使用环境下的腐蚀因素后，制定合理的腐蚀预防检查方案与计划，定期检查飞机。

（2）露天停放的飞机应做好防护，加强日常的防腐蚀维护。

（3）在结构维修中，尽量避免孔边毛刺存在、结构减少开口和开口面积、减少接头和接缝等，尽量设法减小应力集中系数，尽可能避免应力集中现象的出现。

（4）根据不同机场不同的环境建立起不同的有效的驱鸟机制。

（5）培养和提高相关从业人员的防范意识，严格规范机坪工作要求，初步形成FOD防范的有效制度体系。

（6）加强飞机使用及维护人员的基础教育，增强人员素质，树立质量意识。

机务维修工作者在日常的维护过程中，不应拘泥于手册上的步骤，应该根据实际工作经验对航空器的损伤预防进行思考，掌握各种航空器损伤处理维修方法和预防措施，使损伤造成的损失尽量降到最低，做到防患于未然。

参考文献：

[1]王晓英.飞机腐蚀常见种类及防腐措施[J].科技风，2010（02）.

[2]张宇辉.雷击对航空器的影响浅析[J].航空工程与维修，2009（02）.

[3]刘振江.鸟击的因素及防治策略[J].中国民用航空，2011（10）.

[4]刘素明，李军.疲劳裂纹的产生及预防措施[J].科技资讯，2007（18）.