張二虎

（中國飛行試驗研究院，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，經常出現電子設備單元失效故障、液壓系統故障等諸多問題，因此航空裝備的戰(zhàn)斗力與環(huán)境密切相關，世界軍事史上無數戰(zhàn)例都證明了這點。據研究分析同一裝備，在嚴酷的作戰(zhàn)環(huán)境下，單位時間內失效數大幅度提高。航空裝備可靠性問題相當多，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，根據維修體制和環(huán)境等因素科學地預測保障資源配置種類和需求量，提高航空裝備在特殊環(huán)境下的出動架次率，對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，單位體積內氧氣含量遠遠低于平原低海拔地區(qū)，低溫期長，晝夜溫差大，紫外線照射強度高，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)爭狀態(tài)下嚴重影響軍用飛機的出勤率。

2 高原寒區(qū)航空裝備的主要故障模式

2.1 低氣壓、低溫對機械系統的影響

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)動機啟動困難，過熱及輸出功率下降，嚴重影響發(fā)動機的動力性、經濟性和可靠性；易導致輪胎氣壓增高等故障，同時燃油的蒸發(fā)性、燃燒性和低溫流動性降低，使航空發(fā)動機的功率消耗增大，工作效率降低。

2.2 低氣壓、低溫對電氣設備的影響

高原地區(qū)海拔高、氣壓低、空氣密度小，導致電子產品空氣絕緣耐壓降低，一般情況下，海拔在0～5 000 m范圍內，氣壓每降低12%（相當于海拔每增高1 000 m），電暈電壓和外絕緣強度降低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，內部電流密度增大，造成電熱效應。溫度升高可使器件的電參數發(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和嚴酷度分析

航空裝備在極端的氣候環(huán)境下使用，海拔高、風沙大、氣壓低、空氣稀薄等綜合因素會導致飛機損壞，采用損壞模式及影響分析（Damage Mode and Effects Analysis，DMEA）可以對裝備的損傷情況進行適當的分析和研究。DEMA指的是分析確定航空裝備系統或其部件由于損傷造成的損壞形式和過程的技術，降低易損性是DEMA的目的之一，用以對航空裝備損傷后的維修工作進行指導。通過對損壞模式及影響分析發(fā)現，傳動等機械系統在高原寒區(qū)環(huán)境下的損壞重要度等級較高，因此在航空裝備的設計階段，應充分考慮關鍵系統的環(huán)境適應能力及相應的維修和保障措施，減少故障的發(fā)生，縮短航空裝備的平均修復時間。

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

對高原寒區(qū)極限環(huán)境下發(fā)生的故障進行充分分析，同時根據高原寒區(qū)發(fā)生的故障模式特點并利用維修性預計方法[5]，對高原寒區(qū)環(huán)境下故障率較高的系統和產品進行維修性改進分析，確定保障資源配置規(guī)劃，根據相關設計準則和要求轉化為具體的產品設計準則。

4.2 高原寒區(qū)多發(fā)故障分析

高原寒區(qū)環(huán)境下產品的失效數大幅增加，對保障資源的配置影響很大。本文對航空裝備高原環(huán)境下真實發(fā)生的故障模式進行統計分析，對高原寒區(qū)環(huán)境對整機、系統和設備的影響進行分析，并且主要針對航空發(fā)動機系統、旋翼系統、飛控系統和綜合顯示系統等重要系統進行維修性分析。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備、包裝、裝卸、貯存和運輸保障、維修規(guī)劃、人力人員、保障設施、供應保障等方面，分析高原寒區(qū)試飛過程中主要發(fā)生的問題，并提出相應的改進建議，具體如表2所示。

5 總結

本文對高原寒區(qū)作戰(zhàn)裝備維修性和保障性進行了分析和總結，較深刻地反映了在高原寒區(qū)這一特殊作戰(zhàn)環(huán)境對航空裝備的影響，為未來高原高寒地區(qū)作戰(zhàn)裝備保障能力建設提供參考，并對高原寒區(qū)航空裝備使用、維護保養(yǎng)中的經驗、方法進行總結，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)境對保障裝備的影響及適應性研究［J］.裝備環(huán)境工程，2010，7（5）：100-103.

［2］李德龍.高原型氣候對電器設備的影響［J］.青海大學學報（自然科學版），2009，27（04）：71-74.

［3］姜同敏.可靠性與壽命試驗［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.

［4］俞一鳴，趙廣彤.高原環(huán)境對防空武器裝備的影響及改進措施［J］.現代防御技術，2011，39（2）：172-175.

［5］康銳.可靠性維修性保障性工程基礎［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.