水陆两栖飞机表面防护设计

黄静，张健

（1.结构腐蚀防护与控制航空科技重点实验室，荆门 448035； 2.中国特种飞行器研究所，荆门 448035）

绪论

水陆两栖飞机，服役在高温、高湿、高盐雾的海洋环境，容易造成其机体结构、系统、机载设备的腐蚀，严重时将影响飞机的结构完整性和功能性，甚至引发飞机安全性问题。因此，提高其在海洋环境下的抗腐蚀能力是保证飞行安全和延长飞机使用寿命的关键。

本文将主要针对水陆两栖飞机机体结构的表面防护设计进行研究，开展全机结构表面防护设计，目的是力求提升飞机的抗腐蚀性能，为实现飞机在海洋严酷环境下长寿命、高可靠性设计奠定技术基础，提升飞机的使用寿命，保证飞机的使用安全性和可靠性，降低维护成本。

1 表面防护设计的一般要求

防腐蚀密封设计的一般要求：

1）零件只喷涂底漆时，在零件图样上只注明底漆；零件在装配后才涂面漆，应在装配图图样上注明涂面漆；零件要求涂底漆、面漆时要求底漆、面漆均在零件图样上注明；

2）底漆应在基体材料表面处理后规定时间内涂覆；

3）除非有特殊结构要求，结构件用材料不允许呈裸露状态使用；

4）在外部目视可见区域均视为外部结构，如前起落架舱内部、主起落架舱内部（上部的起落架整流罩区域，包括起落架整流罩包围区域，含机身蒙皮外表面。下部的下位锁整流罩区域，包括下位锁整流罩包围区域，含机身蒙皮外表面）、溢波槽内表面、水箱内部、机翼后缘、尾翼后缘和翼身整流罩内部；

5）燃油、液压、冷气、防/灭火、仪表设备和系统导管等，可根据标志要求增加1层各色面漆，面漆颜色详见表1；

表1 面漆颜色

6）一个零件既安装于飞机外部又安装于飞机内部，按照飞机外部表面防护要求执行；

7）文件中所列涂料的涂层厚度为一般尺寸，局部区域由于难以喷涂或零件本身复杂造成漆膜过厚是允许的，最大允许的厚度按照涂料相应的工艺规范执行；

8）零件数模注释中规定的漆层厚度为一般尺寸，当设计有特殊要求不允许局部区域超厚时，应当在数模中有单独注释或引注“漆层厚度不允许局部超厚”来表明，否则可按9）条，最大允许的厚度按照涂料相应的工艺规范执行；

9）飞机喷涂面漆时，为了达到一定厚度和遮盖，需要喷几遍，每遍为一道漆，这个过程叫重涂，每道漆之间间隔的时间为挥发时间，由稀释剂挥发速度确定，达到预期的喷涂厚度和遮盖效果为完成一层面漆喷涂。底漆喷涂厚度薄，一遍即可完成规定厚度的喷涂，加速/自然固化后为完成一层底漆喷涂。零件数模注释中规定的喷涂1层面漆（51~76 μm）为漆层固化后的干膜厚度，施工时通过喷涂几道漆层的喷涂方式达到规定的厚度。

10）钛合金与不锈钢钝化后涂漆可不做结合力测试；

11）涂料刷涂部位漆层厚度可不进行检测。

投水舱门内表面喷涂面漆时，目视不可达区域允许没有涂层，除舱门围框与纵梁外表面，其余部位允许有轻微的流淌、桔皮和过喷等，漆层厚度和结合力不作要求。

2 零件防护要求

1）铝合金表面防护要求

非油箱区域采用铬酸阳极化+底漆；油箱区域采用铬酸阳极化+油箱专用底漆；磨损表面采用硬质阳极化+底漆。外部区域需增加面漆。

2）钛合金表面防护要求

一般部位采用钝化；与铝合金接触的部位采用溶胶凝胶+底漆。

3）铜合金表面防护要求

与同类金属接触的表面可不进行处理，与异类金属接触的采用镀镉+底漆。

4）不锈钢表面防护要求

一般部位采用钝化；与异类金属接触的采用溶胶凝胶+底漆。

5）结构钢表面防护要求

σb≤1 240 Mpa的采用镀镉+底漆，σb>1 240 Mpa的采用高强钢镀镉+底漆。

6）复合材料表面防护要求

内表面喷涂复合材料底漆；外表面要求导电部位采用填孔腻子+整平剂+防静电涂层+复合材料底漆+面漆，不要求导电部位采用填孔腻子+整平剂+复合材料底漆+面漆。

3 组件防护要求

翼面检查口盖的铰链连接处装配时涂Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂。

未进行表面处理的紧固件孔壁，可不进行补充表面处理。密封剂达到不粘期后，对飞机内部的托板螺母和无需密封剂封包，且无漆层的紧固件端头清洗后再补涂1层该结构部位相应底漆，如一般结构涂1层底漆，整体油箱涂1层油箱用底漆。部件装配后无法整体喷涂缓蚀剂的部位（见表2中序号1），必须在组件装配后、部件装配前，密封剂达到不粘期，且涂层喷涂8 h或加速固化后，喷涂1层TFHS-15硬膜水置换型缓蚀剂，其中第六章规定的缓蚀剂禁止喷涂区域除外。

4 部件防护要求

对飞机内部的托板螺母和无需密封剂封包，且无漆层的紧固件端头补涂1层该结构部位相应底漆。补漆后，内部已经喷涂底漆的结构表面整体再喷涂1层相应底漆（油箱区除外）。内部不易喷涂部位，要求在组件装配完成、部件装配前喷涂缓蚀剂，内部不开敞区域（即喷枪无法到达的区域）的表面允许刷涂底漆。部装后结构封闭区域，组件状态对铆钉端头刷涂1层底漆，组件状态喷涂缓蚀剂，部装后不再喷涂第3层底漆。

对机身、机翼、尾翼、浮筒等部件外部无需密封剂封包，且无漆层的紧固件端头，部件涂底漆的涂1层外部底漆；部件涂面漆的涂1层外部底漆，再涂1层外部相应颜色的面漆。

成排紧固件的补漆可使用喷涂的方法，在紧固件排的中心涂覆底漆和面漆（需要的话），喷涂宽度应控制在至51~76 mm。若过喷不能避免，则需使用胶带或薄膜对过喷区域进行保护。

主起落架舱、前起落架舱、溢波槽内部、投水舱内部和机翼后缘内部视为外部结构，采用外部涂层防护体系。因起落架安装后阻碍主起落架舱和前起落架舱喷漆和喷缓蚀剂，因此前起落架舱在起落架安装前、主起落架舱在管路及整流罩装配前喷漆和喷缓蚀剂。

前起落架舱区域结构零件表面均喷1层外部底漆+1层外部面漆。主起落架整流罩区域的机身蒙皮外表面和金属结构零件表面均喷1层外部底漆+1层外部面漆。

襟翼、副翼、升降舵和方向舵装配完成后，已涂耐磨涂料部位除外，外部整体按涂1层外部底漆，再涂1层外部面漆。

部件完成装配后，整机装配前，密封剂达到不粘期，且涂层喷涂8 h或加速固化后，按照表2序号2的规定喷涂1层TFHS-15硬膜水置换型缓蚀剂，其中第六章规定的缓蚀剂禁止喷涂区域除外。

表2 TFHS-15缓蚀剂喷涂时机及部位

5 整机防护要求

5.1 机翼装配时防护

机翼与机身对接的螺栓、螺母、垫片、开口销（以下简称连接螺栓组）装配时涂Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂。

机翼前缘、翼尖及翼面检查口盖的连接件（螺栓或螺钉）装配时涂Mobil grease33润滑脂。

襟翼、副翼与各悬挂接头连接的螺栓组，副翼与调整片连接的螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂。翼面检查口盖、扰流片铰链连接处安装时涂Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂。

5.2 尾翼装配时防护

垂尾前缘、平尾前缘、背鳍、翼尖、翼面检查口盖安装时的连接件（螺栓或螺钉）装配时涂Mobil grease33润滑脂。

调整片的螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂。

垂尾与后机身对接的连接螺栓组、平尾与垂尾对接的连接螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂或7014润滑脂。

升降舵与水平安定面连接的各悬挂接头的滑动衬套、限位衬套及螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂。

方向舵与垂直安定面连接的各悬挂接头连接的滑动衬套及螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂。

5.3 发动机支架及短舱各段连接的防护

发动机架各撑杆连接装配时涂7014润滑脂，装配后外套筒外露表面涂1层7014润滑脂。

发动机架各撑杆与各对接支座连接的螺栓组装配时涂7014润滑脂，装配后螺栓组外露表面涂1层7014润滑脂。

发动机架前后对接支座连接的螺栓组详见《短舱密封技术条件》

发动机架各撑杆与机翼前梁固定接头连接的螺栓组装配时涂7014润滑脂，装配后螺栓组外露表面涂1层7014润滑脂。

发动机安装时，在发动机各安装节的轴上（装配发动机架主减器、后减器）均薄涂7014润滑脂。

发动机短舱各构件连接时，连接螺栓组、插销涂7014润滑脂，装配后连接螺栓组、插销外露部位涂1层7014润滑脂。

5.4 浮筒装配连接时防护

浮筒撑杆与机翼下翼面的连接螺栓组、撑杆与浮筒座的连接螺栓组装配时涂Mobil grease33润滑脂，装配后连接螺栓组外露部分涂1层Mobil grease33润滑脂。整流罩、整流罩撑杆蒙皮连接螺钉安装时，涂Mobil grease33润滑脂。

5.5 起落架与机身装配连接时防护

起落架与机体结构各摇臂、连接接头类零件的对接螺栓组，装配时涂Mobil grease33润滑脂，装配后螺栓组外露部位涂1层Mobil grease33润滑脂。

5.6 舱门与机身装配连接时防护

前起落架舱门、投水舱门、水舵和通舱舱门，其与机身结构连接的螺栓组以及作动筒与支座连接的螺栓组装配时均涂Mobil grease33润滑脂，装配后螺栓组外露部位涂1层Mobil grease33润滑脂。汲水斗与机身结构连接的连接件涂Mobil grease33润滑脂。

5.7 其它连接结构装配时防护要求

内部结构无漆层的紧固件端头，密封剂达到不粘期后，涂1层内部底漆；底漆固化后喷涂1层TFHS-15硬膜水置换型缓蚀剂。外部结构无漆层的紧固件端头涂1层外部底漆。

5.8 整机喷漆要求

整机外表面喷漆时（前起落架舱内部、主起落架舱内部、溢波槽内部、水箱内部、机翼后缘、尾翼后缘和翼身整流罩内部除外），对喷漆部位清洗、活化后，喷涂1层外部底漆，1层外部面漆。

5.9 缓蚀剂禁止喷涂区域

飞机操纵钢索、滑轮、含特氟隆涂层的轴承及润滑表面（如座椅滑轨）不允许喷涂硬膜水置换型缓蚀剂和重型缓蚀剂”。

1）氧气系统相关部件。

2）需油脂润滑的运动机构、密封的轴承等不允许喷涂硬膜水置换型缓蚀剂和重型软膜缓蚀剂。

3）舱门、应急门封严条，系统管路、导线束橡胶夹，轴承组件的油脂封圈等含硅的橡胶，抗液压油封严（例如作动筒的封严）。

4）机身蒙皮内表面的隔音棉。

5）可能产生电弧的电路接头区域。

6）客舱以及货舱衬板等装饰构件。

7）发动机吊架内腔、APU本体以及APU保护罩、整流板及其支撑杆等高温区域，或者使用了高温密封胶（硅胶）区域。

8）底漆或者面漆喷涂后不满8 h的表面。

9）使用温度超过90 ℃的结构表面。

6 结语

本文规定了水陆两栖飞机结构防表面防护设计要求，可作为工艺人员编写工艺指令和施工人员进行施工的依据。由于水陆两栖飞机使用环境较为广泛，在陆地、湖泊或是海洋使用时，飞机所受的环境因素也有所不同，文中是按照最为严苛的海洋环境设计的表面防护要求，因此，本文也可以作为舰载机表面防护设计时的参考。