航空装备高原寒区保障资源配置研究

张二虎

（中国飞行试验研究院，陕西 西安 710089）

航空装备在高原寒区极限使用环境条件下飞行，经常出现电子设备单元失效故障、液压系统故障等诸多问题，因此航空装备的战斗力与环境密切相关，世界军事史上无数战例都证明了这点。据研究分析同一装备，在严酷的作战环境下，单位时间内失效数大幅度提高。航空装备可靠性问题相当多，这是因使用环境条件恶劣所致，因此研究航空装备在高原寒区的故障机理，综合分析航空装备高原寒区保障资源的配置情况，根据维修体制和环境等因素科学地预测保障资源配置种类和需求量，提高航空装备在特殊环境下的出动架次率，对使用效能的提高十分重要。

1 高原寒区环境影响因素

高原寒区航空装备容易受到特殊环境的影响，航空装备的使用效能也受到巨大的影响，航空装备面临巨大的挑战，尤其对装备的维修保障提出了更高的要求。高原寒区地理环境特殊，空气稀薄，温度较低，单位体积内氧气含量远远低于平原低海拔地区，低温期长，昼夜温差大，紫外线照射强度高，这种种的极限使用环境大大阻碍了航空装备性能的发挥，战争状态下严重影响军用飞机的出勤率。

2 高原寒区航空装备的主要故障模式

2.1 低气压、低温对机械系统的影响

高原寒区环境条件下，气压低，空气密度小，含氧量少，航空发动机启动困难，过热及输出功率下降，严重影响发动机的动力性、经济性和可靠性；易导致轮胎气压增高等故障，同时燃油的蒸发性、燃烧性和低温流动性降低，使航空发动机的功率消耗增大，工作效率降低。

2.2 低气压、低温对电气设备的影响

高原地区海拔高、气压低、空气密度小，导致电子产品空气绝缘耐压降低，一般情况下，海拔在0～5 000 m范围内，气压每降低12%（相当于海拔每增高1 000 m），电晕电压和外绝缘强度降低8%～13%.在高寒环境条件下，电子元器件在高、低温环境剧烈变化的影响下，内部电流密度增大，造成电热效应。温度升高可使器件的电参数发生飘移，使双极性器件的反向漏电流和电流增益上升，高低温变化可使化学变化加速，缩短元器件的寿命或使元器件烧毁，加速电迁移，引起开路或短路失效等。

3 高原寒区DMEA和严酷度分析

航空装备在极端的气候环境下使用，海拔高、风沙大、气压低、空气稀薄等综合因素会导致飞机损坏，采用损坏模式及影响分析（Damage Mode and Effects Analysis，DMEA）可以对装备的损伤情况进行适当的分析和研究。DEMA指的是分析确定航空装备系统或其部件由于损伤造成的损坏形式和过程的技术，降低易损性是DEMA的目的之一，用以对航空装备损伤后的维修工作进行指导。通过对损坏模式及影响分析发现，传动等机械系统在高原寒区环境下的损坏重要度等级较高，因此在航空装备的设计阶段，应充分考虑关键系统的环境适应能力及相应的维修和保障措施，减少故障的发生，缩短航空装备的平均修复时间。

4 保障资源配置分析

4.1 高原寒区环境下保障资源配置原则

对高原寒区极限环境下发生的故障进行充分分析，同时根据高原寒区发生的故障模式特点并利用维修性预计方法[5]，对高原寒区环境下故障率较高的系统和产品进行维修性改进分析，确定保障资源配置规划，根据相关设计准则和要求转化为具体的产品设计准则。

4.2 高原寒区多发故障分析

高原寒区环境下产品的失效数大幅增加，对保障资源的配置影响很大。本文对航空装备高原环境下真实发生的故障模式进行统计分析，对高原寒区环境对整机、系统和设备的影响进行分析，并且主要针对航空发动机系统、旋翼系统、飞控系统和综合显示系统等重要系统进行维修性分析。高原寒区试飞过程中维修性分析和建议如表1所示。

4.3 高原寒区保障性分析

高原寒区保障性分析主要从保障设备、包装、装卸、贮存和运输保障、维修规划、人力人员、保障设施、供应保障等方面，分析高原寒区试飞过程中主要发生的问题，并提出相应的改进建议，具体如表2所示。

5 总结

本文对高原寒区作战装备维修性和保障性进行了分析和总结，较深刻地反映了在高原寒区这一特殊作战环境对航空装备的影响，为未来高原高寒地区作战装备保障能力建设提供参考，并对高原寒区航空装备使用、维护保养中的经验、方法进行总结，以提高高原寒区航空装备的作战保障能力。

表1 高原寒区装备维修性分析和建议

表2 高原寒区装备保障性分析和建议

［1］许翔，周广猛，郑智.高原环境对保障装备的影响及适应性研究［J］.装备环境工程，2010，7（5）：100-103.

［2］李德龙.高原型气候对电器设备的影响［J］.青海大学学报（自然科学版），2009，27（04）：71-74.

［3］姜同敏.可靠性与寿命试验［M］.北京：国防工业出版社，2012.

［4］俞一鸣，赵广彤.高原环境对防空武器装备的影响及改进措施［J］.现代防御技术，2011，39（2）：172-175.

［5］康锐.可靠性维修性保障性工程基础［M］.北京：国防工业出版社，2012.