張二虎

（中國(guó)飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安 710089）

航空裝備在高原寒區(qū)極限使用環(huán)境條件下飛行，經(jīng)常出現(xiàn)電子設(shè)備單元失效故障、液壓系統(tǒng)故障等諸多問題，因此航空裝備的戰(zhàn)斗力與環(huán)境密切相關(guān)，世界軍事史上無數(shù)戰(zhàn)例都證明了這點(diǎn)。據(jù)研究分析同一裝備，在嚴(yán)酷的作戰(zhàn)環(huán)境下，單位時(shí)間內(nèi)失效數(shù)大幅度提高。航空裝備可靠性問題相當(dāng)多，這是因使用環(huán)境條件惡劣所致，因此研究航空裝備在高原寒區(qū)的故障機(jī)理，綜合分析航空裝備高原寒區(qū)保障資源的配置情況，根據(jù)維修體制和環(huán)境等因素科學(xué)地預(yù)測(cè)保障資源配置種類和需求量，提高航空裝備在特殊環(huán)境下的出動(dòng)架次率，對(duì)使用效能的提高十分重要。

1 高原寒區(qū)環(huán)境影響因素

高原寒區(qū)航空裝備容易受到特殊環(huán)境的影響，航空裝備的使用效能也受到巨大的影響，航空裝備面臨巨大的挑戰(zhàn)，尤其對(duì)裝備的維修保障提出了更高的要求。高原寒區(qū)地理環(huán)境特殊，空氣稀薄，溫度較低，單位體積內(nèi)氧氣含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于平原低海拔地區(qū)，低溫期長(zhǎng)，晝夜溫差大，紫外線照射強(qiáng)度高，這種種的極限使用環(huán)境大大阻礙了航空裝備性能的發(fā)揮，戰(zhàn)爭(zhēng)狀態(tài)下嚴(yán)重影響軍用飛機(jī)的出勤率。

2 高原寒區(qū)航空裝備的主要故障模式

2.1 低氣壓、低溫對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的影響

高原寒區(qū)環(huán)境條件下，氣壓低，空氣密度小，含氧量少，航空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，過熱及輸出功率下降，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性；易導(dǎo)致輪胎氣壓增高等故障，同時(shí)燃油的蒸發(fā)性、燃燒性和低溫流動(dòng)性降低，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)的功率消耗增大，工作效率降低。

2.2 低氣壓、低溫對(duì)電氣設(shè)備的影響

高原地區(qū)海拔高、氣壓低、空氣密度小，導(dǎo)致電子產(chǎn)品空氣絕緣耐壓降低，一般情況下，海拔在0～5 000 m范圍內(nèi)，氣壓每降低12%（相當(dāng)于海拔每增高1 000 m），電暈電壓和外絕緣強(qiáng)度降低8%～13%.在高寒環(huán)境條件下，電子元器件在高、低溫環(huán)境劇烈變化的影響下，內(nèi)部電流密度增大，造成電熱效應(yīng)。溫度升高可使器件的電參數(shù)發(fā)生飄移，使雙極性器件的反向漏電流和電流增益上升，高低溫變化可使化學(xué)變化加速，縮短元器件的壽命或使元器件燒毀，加速電遷移，引起開路或短路失效等。

3 高原寒區(qū)DMEA和嚴(yán)酷度分析

航空裝備在極端的氣候環(huán)境下使用，海拔高、風(fēng)沙大、氣壓低、空氣稀薄等綜合因素會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)損壞，采用損壞模式及影響分析（Damage Mode and Effects Analysis，DMEA）可以對(duì)裝備的損傷情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治龊脱芯?。DEMA指的是分析確定航空裝備系統(tǒng)或其部件由于損傷造成的損壞形式和過程的技術(shù)，降低易損性是DEMA的目的之一，用以對(duì)航空裝備損傷后的維修工作進(jìn)行指導(dǎo)。通過對(duì)損壞模式及影響分析發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)在高原寒區(qū)環(huán)境下的損壞重要度等級(jí)較高，因此在航空裝備的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮關(guān)鍵系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力及相應(yīng)的維修和保障措施，減少故障的發(fā)生，縮短航空裝備的平均修復(fù)時(shí)間。

4 保障資源配置分析

4.1 高原寒區(qū)環(huán)境下保障資源配置原則

對(duì)高原寒區(qū)極限環(huán)境下發(fā)生的故障進(jìn)行充分分析，同時(shí)根據(jù)高原寒區(qū)發(fā)生的故障模式特點(diǎn)并利用維修性預(yù)計(jì)方法[5]，對(duì)高原寒區(qū)環(huán)境下故障率較高的系統(tǒng)和產(chǎn)品進(jìn)行維修性改進(jìn)分析，確定保障資源配置規(guī)劃，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和要求轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

4.2 高原寒區(qū)多發(fā)故障分析

高原寒區(qū)環(huán)境下產(chǎn)品的失效數(shù)大幅增加，對(duì)保障資源的配置影響很大。本文對(duì)航空裝備高原環(huán)境下真實(shí)發(fā)生的故障模式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)高原寒區(qū)環(huán)境對(duì)整機(jī)、系統(tǒng)和設(shè)備的影響進(jìn)行分析，并且主要針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)和綜合顯示系統(tǒng)等重要系統(tǒng)進(jìn)行維修性分析。高原寒區(qū)試飛過程中維修性分析和建議如表1所示。

4.3 高原寒區(qū)保障性分析

高原寒區(qū)保障性分析主要從保障設(shè)備、包裝、裝卸、貯存和運(yùn)輸保障、維修規(guī)劃、人力人員、保障設(shè)施、供應(yīng)保障等方面，分析高原寒區(qū)試飛過程中主要發(fā)生的問題，并提出相應(yīng)的改進(jìn)建議，具體如表2所示。

5 總結(jié)

本文對(duì)高原寒區(qū)作戰(zhàn)裝備維修性和保障性進(jìn)行了分析和總結(jié)，較深刻地反映了在高原寒區(qū)這一特殊作戰(zhàn)環(huán)境對(duì)航空裝備的影響，為未來高原高寒地區(qū)作戰(zhàn)裝備保障能力建設(shè)提供參考，并對(duì)高原寒區(qū)航空裝備使用、維護(hù)保養(yǎng)中的經(jīng)驗(yàn)、方法進(jìn)行總結(jié)，以提高高原寒區(qū)航空裝備的作戰(zhàn)保障能力。

表1 高原寒區(qū)裝備維修性分析和建議

表2 高原寒區(qū)裝備保障性分析和建議

［1］許翔，周廣猛，鄭智.高原環(huán)境對(duì)保障裝備的影響及適應(yīng)性研究［J］.裝備環(huán)境工程，2010，7（5）：100-103.

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