趙占強 劉磊
直升機有著其他飛行器難以辦到或不可辦到的優(yōu)勢,在當今社會受到廣泛應(yīng)用。直升機損耗性故障較多,存在許多安全隱患。如何加強直升機維修管理,預(yù)防多發(fā)性、危險性故障,確保直升機的安全,是擺在直升機維護人員面前的一個重要課題。
一、直升機常見故障模式
常見故障的表現(xiàn)可以概括為10個字:銹蝕、磨損、老化、裂紋、失效。
(一)銹蝕
金屬材料在直升機上得到了廣泛的應(yīng)用,從機身結(jié)構(gòu)到發(fā)動機的部附件,絕大部分構(gòu)件和設(shè)備都是金屬材料制成。但是,金屬材料在長期使用、儲存過程中,受環(huán)境介質(zhì)的影響,如在大氣、水或酸、堿等物質(zhì)的作用下,會產(chǎn)生銹蝕。另外,一些容易存水的部位也容易產(chǎn)生銹蝕,如發(fā)動機艙、主減速器艙、檢查口蓋等部位。
(二)磨損
凡是在動態(tài)下工作的零部件都不可避免的會產(chǎn)生磨損。主要表現(xiàn)在活動部件和有間隙的結(jié)合面上,如運轉(zhuǎn)部件的軸承、自動傾斜器接頭、各傳動齒輪、葉輪葉片因長時間使用會受到磨損;導(dǎo)管與周圍機件間隙過小,也會產(chǎn)生磨損。由于直升機結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊,導(dǎo)管安裝空間狹小,而且有些導(dǎo)管布局、走向不合理,加上拆裝時導(dǎo)管變形,卡箍松緊度不合適,使導(dǎo)管和其他機件之間的間隙過小,致使導(dǎo)管容易產(chǎn)生磨損;此外,容易受到磨損的部位還有旋翼剎車盤、操縱鋼索、操縱系統(tǒng)連接桿,搖臂鏈接部位等。
(三)老化
直升機上除大量使用金屬材料外,還是用許多非金屬材料,如塑料、橡膠、皮革織物等。然而,非金屬材料在日光溫度較高的條件下,或在一些溶劑中很容易老化。比如有機玻璃就是如此。溫度急劇變化,出現(xiàn)折光現(xiàn)象,使透光率降低,日光能加速有機玻璃的氧化變質(zhì)。此外,滑油軟管、液壓油軟管、各導(dǎo)線絕緣部分、密封膠圈等經(jīng)過長時間使用,都會發(fā)生老化現(xiàn)象。導(dǎo)線絕緣部分老化易發(fā)生短路、斷路故障;而軟管老化,容易造成油液滲漏。
(四)裂紋
直升機在停放和飛行中,會產(chǎn)生不同載荷。尤其是起降所產(chǎn)生的沖擊載荷,使機體或零部件受到拉力、剪切力、扭曲力、擠壓力的作用。旋翼在高速旋轉(zhuǎn)時,槳轂、自動傾斜器等部位會產(chǎn)生應(yīng)力集中,應(yīng)力過大,容易導(dǎo)致機件裂紋。發(fā)動機在工作狀態(tài)下,由于溫度較高,運動部件、軸承會產(chǎn)生熱應(yīng)力,熱應(yīng)力過大容易使機件產(chǎn)生疲勞,進而導(dǎo)致裂紋。此外,直升機的結(jié)構(gòu)特點決定了直升機工作時振動較大,而振動會使直升機主要受力部件產(chǎn)生疲勞,嚴重時同樣會使機件產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。
(五)失效
新型直升機配備有先進的航電系統(tǒng)和機載設(shè)備,使用了大量的各類電子元器件。受制造工藝、季節(jié)、天氣等因素影響,電子元器件極容易因受潮出現(xiàn)短路,因積碳、銹蝕、燒毀出現(xiàn)斷路,進而導(dǎo)致整個設(shè)備失效失能,出現(xiàn)故障。故障主要集中在機載電臺、計算機、發(fā)動機以及各油路系統(tǒng)的傳感器上。
二、直升機常見故障成因
直升機常見故障的形成,與使用、維護等多種因素有關(guān)。
(一)疲勞損壞日積月累
疲勞損壞是由于周期性、循環(huán)性的負荷作用而產(chǎn)生的裂紋及其擴展造成的。隨著直升機空中飛行時間增長、起落次數(shù)增多,一些對周期性負荷和振動較敏感的結(jié)構(gòu)部件容易產(chǎn)生疲勞損壞。直升機上容易產(chǎn)生疲勞損壞的部位很多,概括起來主要有:一是溫度變化急劇及溫度分布很不均勻的部位。這些部位在工作中,將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力,容易產(chǎn)生裂紋。如壓氣機渦輪葉片裂紋、排氣管裂紋;二是受力較大機件的焊縫和拐角處。焊縫的強度低于基體的強度,拐角處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,因而易于產(chǎn)生裂紋;三是受重復(fù)載荷的部附件。這些機件經(jīng)長期工作后,材料產(chǎn)生疲勞,強度降低,也會導(dǎo)致裂紋。
(二)環(huán)境腐蝕日趨嚴重
對于溫帶梅雨氣候的地區(qū),銹蝕問題十分突出。覆蓋有涂層、鍍層或包鋁層的表面雖然對腐蝕有一定的預(yù)防作用。但是,若這些隔離層被破壞,水分或污染物得以滲入,腐蝕仍將發(fā)生在這些防護處理的金屬材料上。在這種情況下,腐蝕區(qū)域通常會出現(xiàn)銹斑或鼓泡,有時還會出現(xiàn)漆膜的褪色。鋁合金腐蝕表面,經(jīng)常會出現(xiàn)失光,有時還會有白色或紅色粉末狀沉淀物出現(xiàn)。在進行內(nèi)表面和接縫處檢查時,必須特別注意那些外來物質(zhì)或水分可能聚集的部位,以及使用了異類金屬的部位。
(三)使用維護不當
同一型號的直升機用于不同性質(zhì)的使用單位,因飛行科目的不同,其使用載荷也就不同,對直升機常見故障發(fā)生早晚有十分明顯的影響。對設(shè)計定型的產(chǎn)品來說,使用條件的優(yōu)劣和維護水平的高低直接決定他性能的充分發(fā)揮和壽命的長短,直升機也是這樣。使用可靠性取決于固有可靠性,而使用可靠性一般來說又總是低于固有可靠性。高質(zhì)量的維護工作可以將使用可靠性十分接近固有可靠性,低質(zhì)量的維護工作卻拉大了兩者之間的差距??梢姡S護得當可以延緩直升機常見故障的發(fā)生。
三、預(yù)防直升機常見故障的措施
隨著直升機使用年限的增長,故障率會明顯增加,直升機維修人員應(yīng)積極采取有效措施,做好直升機常見故障的預(yù)防工作。
(一)科學(xué)監(jiān)控直升機的使用
科學(xué)監(jiān)控直升機的使用,是減少故障發(fā)生、降低維修成本的有效手段。維修人員不能單純根據(jù)飛行小時數(shù)來制定維修計劃,直升機的起落次數(shù)、裝載重量、連續(xù)飛行時間的長短等因素,對它的壽命都有影響。直升機起落次數(shù)越多,連續(xù)飛行時間越長,潛在的疲勞破壞因素也就越多。為此,一是控制好直升機飛行的間隔時間;二是適當控制連續(xù)飛行時間。這樣可相對延長直升機壽命。
(二)加強直升機的針對性維修
在直升機不斷出現(xiàn)銹蝕、裂紋、滲漏等常見故障,可靠性下降的情況下。為提高維修的科學(xué)性、有效性,必須摸清直升機的故障規(guī)律,制定切實可行的維修措施。一是開展單機性能普查和質(zhì)量鑒定,在對大量故障進行數(shù)理統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上,做出直升機的飛行強度限制和淘汰梯次;二是制定針對性管理與維修措施。組織技術(shù)骨干,認真研究直升機的特征和故障規(guī)律,總結(jié)經(jīng)驗,制定相應(yīng)的管理、維修措施。
(三)提高直升機維修質(zhì)量
提高直升機維修質(zhì)量,是提高直升機完好率的基本保證。這就要求維修人員在維修工作中,要有高度的責(zé)任心、嫻熟的維修技能和良好的維護作風(fēng),確保直升機的維修質(zhì)量。一是提高直升機基本維護質(zhì)量。在大量的日常維護工作中,及時進行防銹蝕維修和意外損傷修復(fù),最大限度保持直升機的固有可靠性;二是加強直升機定期檢修質(zhì)量。在定期檢修工作中,對每一個部件都要做到認真、細致、一絲不茍。
(四)提高維護人員素質(zhì)
維護人員的素質(zhì)在直升機的維護保養(yǎng)工作中至關(guān)重要。較高素質(zhì)的維修人員,是保證飛行安全的前提條件。一是抓好保障規(guī)律研究,充分發(fā)揮各級骨干在故障研究和預(yù)防預(yù)測工作中的“領(lǐng)頭羊”作用,充分利用技術(shù)手段,提升故障排查能力;二是加強保障經(jīng)驗的學(xué)習(xí)研究。維修人員要掌握基礎(chǔ)理論、優(yōu)化維修內(nèi)容、創(chuàng)新保障模式、嚴格質(zhì)量管理,摸索出科學(xué)的保障模式和方法。