駱　晨，李　明，孫志華，湯智慧，陸　峰

(1．北京航空材料研究院 航空材料先進(jìn)腐蝕與防護(hù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100095； 2．中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所， 北京 100028)

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海洋大氣環(huán)境中飛機(jī)的環(huán)境損傷和環(huán)境適應(yīng)性

駱晨1，李明2，孫志華1，湯智慧1，陸峰1

(1．北京航空材料研究院 航空材料先進(jìn)腐蝕與防護(hù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100095； 2．中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所， 北京 100028)

海洋飛機(jī)90%以上的時(shí)間處于停放狀態(tài)，影響海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的最重要因素包括海洋大氣自然環(huán)境和由設(shè)備工作散發(fā)的熱量或排泄的廢氣所形成的誘發(fā)環(huán)境。國(guó)外海洋飛機(jī)服役過(guò)程中的環(huán)境損傷主要為結(jié)構(gòu)、零部件的腐蝕，已構(gòu)成當(dāng)前航空裝備頭等重要的安全問(wèn)題；我國(guó)海洋飛機(jī)暴露出的環(huán)境損傷問(wèn)題涉及結(jié)構(gòu)、電子產(chǎn)品等方面。國(guó)外對(duì)海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的研究主要集中在：艦船平臺(tái)環(huán)境及環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累；針對(duì)艦船平臺(tái)特殊環(huán)境條件的新試驗(yàn)方法的研究；環(huán)境試驗(yàn)方法與海洋飛機(jī)壽命期任務(wù)特點(diǎn)的結(jié)合；針對(duì)海洋飛機(jī)環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的研究主要包括三個(gè)方面：艦船平臺(tái)環(huán)境測(cè)量與分析；艦船平臺(tái)環(huán)境影響研究；模擬艦船平臺(tái)環(huán)境試驗(yàn)方法研究。對(duì)未來(lái)海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性，亟需研究關(guān)鍵材料、易腐蝕結(jié)構(gòu)及機(jī)載電子產(chǎn)品在艦船平臺(tái)環(huán)境下的環(huán)境效應(yīng)變化規(guī)律，積累艦船平臺(tái)環(huán)境的氣候因素和污染物因素?cái)?shù)據(jù)，建立相應(yīng)的環(huán)境譜，建立針對(duì)易腐蝕結(jié)構(gòu)的模擬艦船平臺(tái)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法和裝置，以支撐海洋飛機(jī)環(huán)境工程工作。

環(huán)境；損傷；環(huán)境試驗(yàn)；環(huán)境適應(yīng)性

研制、采辦、升級(jí)和改進(jìn)海洋大氣環(huán)境服役飛機(jī)(以下簡(jiǎn)稱海洋飛機(jī))是我國(guó)海軍裝備建設(shè)的頭等優(yōu)先任務(wù)。由艦載機(jī)(海洋飛機(jī)的重要類型)、巡洋艦、驅(qū)護(hù)艦、潛艇等組成的以航母為核心的戰(zhàn)斗群是當(dāng)今世界軍事強(qiáng)國(guó)海軍完成海上控制、抵近威懾、艦隊(duì)防空、作戰(zhàn)空間管理和預(yù)警指揮、壓制和摧毀敵防控及縱深打擊等作戰(zhàn)使命的中堅(jiān)力量；其中，艦載機(jī)(包括固定翼飛機(jī)和直升機(jī))是關(guān)鍵組成部分，承擔(dān)和完成了航母作戰(zhàn)編隊(duì)的絕大多數(shù)作戰(zhàn)使命[1]。本文從服役環(huán)境特殊性，服役過(guò)程中的環(huán)境損傷等方面探討海洋飛機(jī)遭遇的環(huán)境適應(yīng)性問(wèn)題，并分析海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性研究的進(jìn)展。

1　海洋飛機(jī)服役環(huán)境的特殊性

海洋飛機(jī)使用壽命90%以上的時(shí)間處于停放狀態(tài)，因此停放環(huán)境是影響海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的最重要因素，環(huán)境條件涉及自然環(huán)境和誘發(fā)環(huán)境。

海洋飛機(jī)面臨的自然環(huán)境為海洋大氣環(huán)境，基本因素包括溫度、濕度、風(fēng)、降水、太陽(yáng)輻射、海水飛濺作用等。與內(nèi)陸環(huán)境相比，其高溫、高濕及高鹽霧的特性突出，全年平均濕度達(dá)到87%，鹽霧含量更是達(dá)到0.3694 mg/(100 cm2·d)，超過(guò)內(nèi)陸地區(qū)近100倍以上。當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)臨界濕度時(shí)，飛機(jī)表面形成連續(xù)水膜，氧的去極化作用能夠迅速進(jìn)行，電化學(xué)腐蝕發(fā)生[2-5]。鹽霧溶解于飛機(jī)表面水膜中形成鹽溶液，提高介質(zhì)的電導(dǎo)率和酸度，同時(shí)Cl-離子半徑小，穿透力強(qiáng)，對(duì)鈍化膜、氧化膜及有機(jī)涂層等的破壞作用明顯，可造成金屬結(jié)構(gòu)較深的局部腐蝕[6-8]。因此，海洋大氣環(huán)境中金屬的腐蝕要遠(yuǎn)高于內(nèi)陸地區(qū)，以海南萬(wàn)寧的熱帶海洋大氣環(huán)境為例，其對(duì)鋼的腐蝕速率是江津等內(nèi)陸地區(qū)的2至4倍。

表1　美國(guó)艦載機(jī)外表面水膜中所含燃料廢氣沉積物分析

此外，艦載機(jī)在停放過(guò)程中還會(huì)經(jīng)歷航母平臺(tái)誘發(fā)的機(jī)械環(huán)境，其來(lái)源通常包括兩個(gè)：一是航母上各部件機(jī)械運(yùn)動(dòng)誘發(fā)產(chǎn)生的，如發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、螺旋槳、艦炮的射擊等；二是海浪運(yùn)動(dòng)引起的，如海浪拍打、船體的傾斜與搖擺、船體拍打海面等[12]。除此之外，海風(fēng)尤其是強(qiáng)風(fēng)也會(huì)誘發(fā)艦載機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。這些機(jī)械振動(dòng)和腐蝕環(huán)境作用在一起，能夠誘發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂或者腐蝕疲勞，對(duì)艦載機(jī)產(chǎn)生不利影響。

2　海洋飛機(jī)服役過(guò)程中的環(huán)境損傷

2.1國(guó)外海洋飛機(jī)的環(huán)境損傷情況

圖1　F/A-18飛機(jī)折疊翼的腐蝕失效Fig.1　Corrosion failure of a folded wing on F/A-18 airplane

海洋飛機(jī)服役環(huán)境的特殊性對(duì)飛機(jī)安全性、可靠性的影響顯著，由此造成的飛行事故頻頻發(fā)生。1983年，美國(guó)海軍1架F/A-18飛機(jī)由于不銹鋼油管接頭發(fā)生晶間腐蝕，造成飛機(jī)墜毀的惡性事故。圖1為該型飛機(jī)出現(xiàn)的另一起典型腐蝕事件，腐蝕發(fā)生在折疊翼連接孔的周圍。2002年，美國(guó)海軍F-14艦載機(jī)前起落架支柱發(fā)現(xiàn)蝕坑，為避免其誘發(fā)結(jié)構(gòu)斷裂等災(zāi)難事故，被迫停飛[13]。美國(guó)某型直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，在熱帶沿海的使用壽命為1200 h，而用于艦載機(jī)時(shí)，使用壽命下降到不足300 h[14]。

由環(huán)境效應(yīng)引發(fā)的海洋飛機(jī)故障給部隊(duì)機(jī)務(wù)維修工作帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)，造成維修費(fèi)用提高和飛機(jī)服役期限降低。美國(guó)海軍的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：從1994年到2004年，艦載機(jī)腐蝕損傷檢查、維修時(shí)間占綜合檢查維修時(shí)間的36%；由于腐蝕損傷，海軍航空裝備每年直接損失達(dá)10億美元左右，因腐蝕原因而引發(fā)的安全事故224件，涉及飛機(jī)227架。美國(guó)海軍每年用于應(yīng)對(duì)艦載機(jī)腐蝕問(wèn)題的費(fèi)用達(dá)到20億至30億美元，占海軍年維修費(fèi)用的1/3[13]。美國(guó)海軍明確提出結(jié)構(gòu)及設(shè)備等嚴(yán)重、廣布的腐蝕損傷已構(gòu)成當(dāng)前航空裝備頭等重要的安全問(wèn)題。

2.2我國(guó)海洋飛機(jī)的環(huán)境損傷情況

借鑒內(nèi)陸大氣環(huán)境服役飛機(jī)/直升機(jī)環(huán)境損傷方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，我國(guó)海洋飛機(jī)在環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)方面都不同程度地采取了通風(fēng)排水、結(jié)構(gòu)密封、結(jié)構(gòu)選材、零件構(gòu)型及維護(hù)性等主動(dòng)防護(hù)技術(shù)。相較于內(nèi)陸飛機(jī)/直升機(jī)，海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)特征表現(xiàn)為突出完整性，強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。然而，在惡劣的服役環(huán)境下，海洋飛機(jī)環(huán)境損傷情況與內(nèi)陸飛機(jī)/直升機(jī)相比仍呈現(xiàn)出早、快的特點(diǎn)。目前，海洋飛機(jī)在科研試驗(yàn)和服役中暴露出的環(huán)境損傷問(wèn)題涉及結(jié)構(gòu)、電子產(chǎn)品等方面。

從對(duì)某型海洋飛機(jī)腐蝕狀況的調(diào)研來(lái)看，機(jī)體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了若干腐蝕問(wèn)題。該型海洋飛機(jī)雖然采取濕態(tài)裝配及裝配后整體涂漆等防護(hù)技術(shù)，但防護(hù)體系失效的情況仍在機(jī)身下部蒙皮等外表面易積聚腐蝕介質(zhì)的連接部位出現(xiàn)(圖2)。起落架等外露部位結(jié)構(gòu)鋼目前普遍使用的鍍鉻、高速火焰噴涂等耐磨層均有一定孔隙率，在實(shí)際使用中維護(hù)不及時(shí)就會(huì)出現(xiàn)基體金屬腐蝕的情況。另外，腐蝕介質(zhì)容易浸入的摩擦磨損部位也是腐蝕較為敏感的部位。

在機(jī)載電子產(chǎn)品方面，某型海洋飛機(jī)XX系列電纜接頭、XX系列穿墻密封電連接器發(fā)生了腐蝕，造成產(chǎn)品嚙合力和分離力增大，影響了機(jī)械插拔壽命，同時(shí)對(duì)滑油溫度探測(cè)器插頭造成污染，產(chǎn)生斷路和接觸不良的問(wèn)題。某信號(hào)器也由于腐蝕造成指示器卡滯，不能有效讀數(shù)。圖3為該型機(jī)電連接部位出現(xiàn)腐蝕的外觀照片。

另外，零部件在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝配等過(guò)程中，表面防護(hù)體系會(huì)出現(xiàn)不同程度的損傷，完整性和連續(xù)性受到破壞。表面處理和表面防護(hù)層的損傷往往引起邊緣效應(yīng)，加劇腐蝕。以往的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)技術(shù)比較注重零件狀態(tài)下的防護(hù)，對(duì)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝配中的防護(hù)不足，而這些防護(hù)缺陷在惡劣的服役環(huán)境下可能成為腐蝕多發(fā)區(qū)和重災(zāi)區(qū)。

每一階段軍用飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)都是在對(duì)之前飛機(jī)在使用、維護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境損傷事件(事故)充分分析研究后基于經(jīng)驗(yàn)的研究方法逐步建立并完善起來(lái)的。以往的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)技術(shù)主要針對(duì)內(nèi)陸飛機(jī)，在形成過(guò)程中已有大量的內(nèi)陸飛機(jī)處于不同的狀態(tài)，從生產(chǎn)、服役、大修、到再次服役直至退役；這些不同狀態(tài)的飛機(jī)，為環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)提供了大量豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使設(shè)計(jì)目標(biāo)和狀態(tài)明確，針對(duì)性強(qiáng)。由于我國(guó)尚沒(méi)有海洋飛機(jī)長(zhǎng)期服役，缺乏可直接借鑒的經(jīng)驗(yàn)，其環(huán)境適應(yīng)性的系統(tǒng)研究剛剛起步。因此，目前海洋飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)只能以內(nèi)陸飛機(jī)為參考，進(jìn)行局部完善，雖然加強(qiáng)了裝配過(guò)程中防護(hù)設(shè)計(jì)，但整體提升有限。以上實(shí)例中我國(guó)海洋飛機(jī)已經(jīng)發(fā)生的環(huán)境損傷問(wèn)題說(shuō)明了目前海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的局限性。

隨著海洋飛機(jī)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間地服役，尤其是在熱帶海域執(zhí)行遠(yuǎn)洋任務(wù)，將面臨更加嚴(yán)酷的壽命期環(huán)境的影響，屆時(shí)環(huán)境損傷現(xiàn)象將日益嚴(yán)重，出現(xiàn)更多的由環(huán)境適應(yīng)性不足引起的故障。以目前海洋飛機(jī)具有的環(huán)境適應(yīng)性水平，將會(huì)帶來(lái)使用和保障費(fèi)用的居高不下，造成我國(guó)海軍作戰(zhàn)效能大打折扣。

3　海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性研究進(jìn)展

切實(shí)有效地提高環(huán)境適應(yīng)性水平是目前我國(guó)海洋飛機(jī)研制必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性研究的開展將從環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求確定、環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)支撐海洋飛機(jī)環(huán)境工程工作，解決我國(guó)海洋飛機(jī)研制中缺乏環(huán)境試驗(yàn)方法的問(wèn)題。

3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

3.1.1重視艦船平臺(tái)環(huán)境及環(huán)境效應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累

美國(guó)等海軍強(qiáng)國(guó)將艦船平臺(tái)的環(huán)境觀測(cè)工作作為裝備研制的重要基礎(chǔ)工作之一。通過(guò)越南戰(zhàn)爭(zhēng)、中東戰(zhàn)爭(zhēng)、馬島戰(zhàn)爭(zhēng)、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等一系列實(shí)戰(zhàn)考核，美國(guó)深刻體會(huì)到隨著戰(zhàn)場(chǎng)區(qū)域的變化，武器裝備的環(huán)境條件有著極大的差異性。不同海區(qū)的氣候環(huán)境以及新型平臺(tái)的裝備配置和結(jié)構(gòu)變化對(duì)武器裝備形成更加嚴(yán)酷的環(huán)境條件；因此，為了適應(yīng)其海軍全球戰(zhàn)略需求，需要通過(guò)對(duì)各類在役典型武器平臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤，全面、持續(xù)地開展平臺(tái)環(huán)境數(shù)據(jù)采集、積累工作。

從上世紀(jì)開始，美國(guó)借助在役航母平臺(tái)上開展了大量的艦載機(jī)材料、結(jié)構(gòu)及設(shè)備的隨艦暴露試驗(yàn)[15-17]。有資料表明，這一工作直到2004年仍在持續(xù)開展。項(xiàng)目初期投放樣品主要是艦載機(jī)典型材料試片和結(jié)構(gòu)試件等，目的是為艦船平臺(tái)特殊環(huán)境效應(yīng)分析提供數(shù)據(jù)，為開發(fā)更加符合艦船平臺(tái)環(huán)境影響的試驗(yàn)方法提供參考。美國(guó)海軍航空發(fā)展中心(NADC)提出的酸性鹽霧試驗(yàn)方法便是以這類試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)建立的[18]。隨著項(xiàng)目的進(jìn)行，投放樣品涵蓋了大量航空新型材料，并針對(duì)不同的航線和任務(wù)開展了專題研究，以確定新材料對(duì)艦船平臺(tái)環(huán)境的耐受性，為新型艦載機(jī)的研制提供直接的數(shù)據(jù)。

3.1.2重視針對(duì)艦船平臺(tái)特殊環(huán)境條件的新試驗(yàn)方法的研究

針對(duì)相對(duì)傳統(tǒng)裝備更加嚴(yán)酷的環(huán)境條件和相應(yīng)的環(huán)境效應(yīng)，美國(guó)等海軍強(qiáng)國(guó)研究并應(yīng)用了新的環(huán)境試驗(yàn)方法。酸性鹽霧試驗(yàn)方法、彈射起飛沖擊和攔阻著艦沖擊試驗(yàn)方法等就是新試驗(yàn)方法的典型代表。

新試驗(yàn)方法的提出、研究直至上升為通用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)需要大量基礎(chǔ)性研究工作作為支撐。以酸性鹽霧試驗(yàn)方法為例，首先，該方法以大量艦船平臺(tái)環(huán)境觀測(cè)數(shù)據(jù)和隨艦暴露樣品的環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)提出的，美國(guó)NADC對(duì)海軍飛機(jī)材料在實(shí)驗(yàn)室開展了大量加速腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果表明MIL-STD-810的中性鹽霧試驗(yàn)不適用于考核艦載機(jī)的鹽霧環(huán)境適應(yīng)性；通過(guò)對(duì)艦船平臺(tái)鹽霧環(huán)境特點(diǎn)及其作用機(jī)制的進(jìn)一步研究，逐漸認(rèn)識(shí)到建立一種能夠反映艦船平臺(tái)鹽霧環(huán)境酸性特征的新型試驗(yàn)方法的必要性。其次，試驗(yàn)方法的初步建立和逐漸完善需要以大量實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)和環(huán)境效應(yīng)相關(guān)性分析為基礎(chǔ)。在大量實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)上，NADC逐漸形成了NADC-81174-60高溫酸性鹽霧試驗(yàn)方法，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠較好地模擬艦船平臺(tái)的特殊鹽霧環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)條件優(yōu)化，形成了更具通用性的ASTM G85附錄4鹽/SO2噴霧試驗(yàn)方法。ASTM專業(yè)技術(shù)刊物第866期上刊出的研究報(bào)告《開發(fā)一種加速試驗(yàn)：?jiǎn)栴}與缺陷》指出，鹽霧與SO2循環(huán)比連續(xù)地在鹽霧中加入SO2能更好地與航母暴露試驗(yàn)相符。自此，酸性鹽霧試驗(yàn)方法在技術(shù)層面上達(dá)到成熟。

這些新方法的應(yīng)用不僅為艦載機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的驗(yàn)證提供了手段，而且為更加全面、合理地確定艦載機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求提供了參照，促進(jìn)了艦載機(jī)對(duì)特殊環(huán)境耐受能力的提升。

3.1.3重視環(huán)境試驗(yàn)方法與海洋飛機(jī)壽命期任務(wù)特點(diǎn)的結(jié)合

20世紀(jì)80年代，低可靠性水平嚴(yán)重地削減了美軍海洋飛機(jī)作戰(zhàn)效能，與此同時(shí)保障費(fèi)用不斷增加。美國(guó)海軍武器系統(tǒng)和設(shè)備可靠性面臨巨大壓力的主要原因之一是由于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)要求不足以充分代表機(jī)體結(jié)構(gòu)、設(shè)備在實(shí)際使用中所經(jīng)受的環(huán)境。為此，在F-18飛機(jī)研制過(guò)程中，美軍針對(duì)飛機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)制定了“涂層加速試驗(yàn)環(huán)境譜及試驗(yàn)程序”[19]，簡(jiǎn)稱“CASS譜”(圖4)。針對(duì)軍用飛機(jī)在亞熱帶沿海地區(qū)服役的環(huán)境條件，該譜一個(gè)試驗(yàn)周期包含五個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，與外場(chǎng)使用1年當(dāng)量，考慮了停放環(huán)境中加速腐蝕(老化)的環(huán)境因素，如濕熱、輻照、鹽霧、污染物等，并考慮了由飛行任務(wù)誘發(fā)的溫度變化環(huán)境以及飛機(jī)服役過(guò)程中的循環(huán)載荷作用，從飛機(jī)結(jié)構(gòu)壽命期任務(wù)特點(diǎn)的角度將影響結(jié)構(gòu)使用壽命的環(huán)境和載荷因素綜合在了一起。

圖4　涂層加速試驗(yàn)環(huán)境譜[19]Fig.4　Accelerated testing environmental spectrum for coating[19]

3.1.4重視針對(duì)海洋飛機(jī)環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

在美國(guó)海軍航空裝備維修方案的不斷改革中，環(huán)境損傷問(wèn)題是影響新維修方案效果的重要原因。例如，對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的腐蝕情況檢查一直是海洋飛機(jī)的維護(hù)工作中的重要內(nèi)容，其中檢查周期等維護(hù)參數(shù)主要是依據(jù)不同結(jié)構(gòu)的易腐蝕程度以及腐蝕對(duì)飛機(jī)的影響修定的[20]。維修方案的進(jìn)步使得飛機(jī)的平均維修工時(shí)和非服役時(shí)間顯著減少。另外，大量新型航空防護(hù)工藝和技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用都以海軍航空裝備的環(huán)境腐蝕防護(hù)為背景[21-23]。

3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及目前存在的問(wèn)題

3.2.1艦船平臺(tái)環(huán)境測(cè)量與分析

近年來(lái)，針對(duì)我國(guó)周邊高溫、高濕、高鹽霧的海域開展了溫度、濕度、鹽霧、太陽(yáng)輻射等氣候環(huán)境參數(shù)的實(shí)船測(cè)試。針對(duì)某型新入列艦船開展了實(shí)船艙室溫濕度、振動(dòng)沖擊噪聲等平臺(tái)環(huán)境參數(shù)為期1年的測(cè)試，數(shù)據(jù)來(lái)源于實(shí)際工況，主要為裝備日常運(yùn)行條件下的環(huán)境數(shù)據(jù)，初步掌握了我國(guó)在役典型艦船平臺(tái)環(huán)境的基本情況。但是，目前觀測(cè)周期仍較短，數(shù)據(jù)不夠豐富。另外，由于條件限制，尚不能全面覆蓋艦船平臺(tái)環(huán)境范圍，缺乏系統(tǒng)性，例如，對(duì)于在艦船平臺(tái)上服役的海洋飛機(jī)，還沒(méi)有開展相關(guān)氣候、機(jī)械環(huán)境數(shù)據(jù)的測(cè)量與分析，不能有效地支撐飛機(jī)結(jié)構(gòu)和機(jī)載設(shè)備的環(huán)境條件分析和環(huán)境模擬。

3.2.2艦船平臺(tái)環(huán)境影響研究

借助中、小型艦船開展了典型航空材料和結(jié)構(gòu)試樣的隨艦暴露試驗(yàn)，獲得了樣品在氣候嚴(yán)酷海域及艦船平臺(tái)環(huán)境下的腐蝕行為數(shù)據(jù)，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)方法的研究提供支持，但是，在大型艦船平臺(tái)上的環(huán)境試驗(yàn)工作尚未開展。

3.2.3模擬艦船平臺(tái)環(huán)境試驗(yàn)方法研究

近年來(lái)，北京航空材料研究院、海軍工程學(xué)院青島分院[24]、中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所、北京航空航天大學(xué)[25-27]、中科院腐蝕與防護(hù)研究所[28]等單位相繼開展了鹽霧、紫外輻射、太陽(yáng)輻射、腐蝕性氣體(SO2等)等環(huán)境因素的(綜合)環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)、環(huán)境譜和腐蝕模型研究，取得了一些加速試驗(yàn)方法和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)不同環(huán)境因素的協(xié)同影響和疊加影響機(jī)制進(jìn)行了探討；但是，這些方法針對(duì)的試驗(yàn)對(duì)象主要是材料，如何將使用對(duì)象擴(kuò)展至典型結(jié)構(gòu)、電子產(chǎn)品等仍需進(jìn)一步工作。另外，對(duì)于氣候、力學(xué)綜合環(huán)境試驗(yàn)方法的研究在國(guó)內(nèi)還屬于空白。

4　結(jié)束語(yǔ)

僅以內(nèi)陸飛機(jī)的使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)已經(jīng)無(wú)法解決海洋飛機(jī)服役過(guò)程中的環(huán)境損傷問(wèn)題。面對(duì)惡劣的艦上使用環(huán)境，結(jié)合國(guó)內(nèi)外海洋飛機(jī)服役過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境損傷情況，亟需開展艦船平臺(tái)環(huán)境海洋飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性研究。建議在環(huán)境測(cè)量與分析方面，積累艦船平臺(tái)環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)并建立相應(yīng)的環(huán)境譜；在環(huán)境影響研究方面，積累典型材料及防護(hù)體系、易腐蝕結(jié)構(gòu)、機(jī)載電子產(chǎn)品在艦船平臺(tái)環(huán)境下的環(huán)境效應(yīng)數(shù)據(jù)并研究變化規(guī)律；在環(huán)境試驗(yàn)方法研究方面，建立模擬艦船平臺(tái)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室加速試驗(yàn)方法及裝置并開展驗(yàn)證和應(yīng)用研究，以滿足在研和新一代海洋飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性需求。這對(duì)有效提升海洋飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性水平，保障我國(guó)海軍作戰(zhàn)效能以及有效控制使用費(fèi)用和保障費(fèi)用具有十分積極的意義。

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(責(zé)任編輯：徐永祥)

Environmental Damage and Environmental Adaptability of the Aircraft in Marine Atmosphere

LUO Chen1，LI Ming2，SUN Zhihua1，TANG Zhihui1，LU Feng1

(1．Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material, Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China； 2．China Aero-Polytechnology Establishment, Beijing 100028, China)

Naval aircrafts are in parking condition in 90% of their life time. The most important factors that influence the environmental adaptability of naval aircrafts include marine atmospheric environment and the induced environment formed by heat and waste air from equipments. The main environmental damage of foreign naval aircrafts during service is the corrosion of structures and components, which is the most severe safety issue for aeronautical equipment. Naval aircrafts in China exhibits environmental damage related to structures, components and electronic devices. Environmental adaptability research on foreign naval aircrafts is focused on accumulation of shipborne environmental data, new testing methods for the shipborne environment, the combination of environmental testing methods and naval aircraft life time task characters, and the application of naval aircraft environmental data. Environmental adaptability research of naval aircrafts in China is mainly in three aspects: measurement and analysis of shipborne environment, the impact of shipborne environment, and environmental testing methods for simulation of shipborne environment. The future research is outlooked. It is considered that the changing rules of environmental effects of typical materials, corrosion susceptible structures, and aircraft electric products in shipborne environment should be studied. Environment factor data should be accumulated with the corresponding environment spectrum established. Laboratory testing methods and equipment simulating accelerated shipborne environment should be established for corrosion susceptible structures in order to support the environmental engineering work for naval aircraft.

environment； damage； environmental testing； environmental adaptability

2016-03-02；

2016-03-29

國(guó)防科技工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目(JSHS052015A001)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51201157)

駱晨(1984—)，男，博士，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境試驗(yàn)與觀測(cè)、表面工程，(E-mail)chen.luo.23@qq.com。

10.11868/j.issn.1005-5053.2016.3.011

TG174.4

A

1005-5053(2016)03-0101-07