張軍 苗學(xué)問 宋岳恒 李章鵬

(93184部隊(duì), 北京 100076)

0 引言

熱帶海洋島礁環(huán)境特有的高溫、高濕、高鹽霧和強(qiáng)日照等綜合環(huán)境對(duì)飛機(jī)島礁環(huán)境適應(yīng)性影響較大，會(huì)明顯加速飛機(jī)防護(hù)體系的整體失效。因此，為保障飛機(jī)在熱帶島礁的安全、長(zhǎng)效使用，需要對(duì)飛機(jī)所處島礁環(huán)境進(jìn)行識(shí)別與分析，把握各環(huán)境因素單獨(dú)及組合作用對(duì)飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的影響，并提出對(duì)策建議。

GB/T15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類》中根據(jù)大氣中的組分將大氣環(huán)境劃分為鄉(xiāng)村大氣、城市大氣、工業(yè)大氣和海洋大氣四種類型[1]，其中，工業(yè)大氣與海洋大氣是典型的腐蝕性大氣環(huán)境，對(duì)金屬的腐蝕性較強(qiáng)。飛機(jī)中常用的金屬材料（結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金等）暴露在大氣環(huán)境中就不可避免的受大氣環(huán)境中溫度、濕度、日照、降雨以及鹽霧、SO2等污染物影響而發(fā)生大氣腐蝕。金屬的大氣腐蝕本質(zhì)上是一種在薄液膜下進(jìn)行干濕交替的電化學(xué)過程[2]。由于大氣腐蝕是金屬材料最常見的腐蝕類型，由此造成的金屬損失約占其年損失量的50%以上[3]，因此在很早以前就開始對(duì)它進(jìn)行研究。1906年，美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)首先開始建立自然大氣環(huán)境腐蝕試驗(yàn)站網(wǎng)，并且在其國(guó)內(nèi)設(shè)立了多個(gè)用于材料現(xiàn)場(chǎng)曝曬試驗(yàn)的自然大氣環(huán)境腐蝕試驗(yàn)臺(tái)站。英國(guó)鋼鐵研究協(xié)會(huì)在20世紀(jì)30年代開始建立大氣腐蝕試驗(yàn)網(wǎng)。日本工業(yè)技術(shù)研究院先后建立了20多個(gè)大氣腐蝕試驗(yàn)站。相比之下，我國(guó)開展自然環(huán)境的大氣腐蝕研究起步較晚，始于20世紀(jì)50年代中期開始建立大氣腐蝕曝曬試驗(yàn)站，但前期發(fā)展緩慢，直到1980年才建立了現(xiàn)場(chǎng)暴露腐蝕試驗(yàn)網(wǎng)并針對(duì)一些特殊環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的收集歸納。隨著常用材料在自然大氣環(huán)境中長(zhǎng)期、系統(tǒng)的腐蝕試驗(yàn)工作開始之后，我國(guó)取得了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)[4]，研究規(guī)模和影響也步入世界先進(jìn)行列。近年來，針對(duì)具體金屬材料受大氣環(huán)境因素影響的腐蝕問題，研究者進(jìn)行了不斷探索，試圖得到大氣環(huán)境因素和金屬材料與腐蝕速率之間的關(guān)系[5-12]。這些研究成果對(duì)金屬材料在不同大氣環(huán)境下的使用和改進(jìn)起到了重要的指導(dǎo)作用。本文主要從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，研究熱帶海洋島礁這一特定大氣環(huán)境對(duì)飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的影響，并結(jié)合熱帶島礁環(huán)境腐蝕現(xiàn)場(chǎng)暴露試驗(yàn)，提出增強(qiáng)飛機(jī)熱帶島礁環(huán)境適應(yīng)性能力建議，為保障飛機(jī)在熱帶島礁的安全、長(zhǎng)效使用奠定基礎(chǔ)。

1 熱帶島礁大氣環(huán)境特點(diǎn)分析

為分析熱帶島礁環(huán)境特點(diǎn)，本文以某熱帶島礁（以下簡(jiǎn)稱A島礁）為例進(jìn)行說明。

1.1 終年高溫高濕

A島礁接近赤道，接受太陽(yáng)輻射的熱量較多，氣溫高、濕度大，島礁戶外月均溫度、月均相對(duì)濕度如圖1、圖2所示。由圖1、圖2可知，該年度全年溫度處于較高水平，且溫差較小，月平均溫度為28℃，屬于高溫狀態(tài)。全年相對(duì)濕度均處于較高水平，月均相對(duì)濕度處于70%以上，屬于高濕狀態(tài)，月均最大相對(duì)濕度在7～9月份達(dá)到最高水平，相對(duì)濕度值可達(dá)到99%。

圖1 A島礁月均、最高、最低溫度曲線圖Fig.1 The prediction results of plastic strain-saturation stress test and constitutive model

圖2 A島礁月均相對(duì)濕度曲線圖Fig.2 Monthly average relative humidity curve diagram of A island

1.2 日照時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度高

A島礁海域緯度較低，屬于典型的強(qiáng)日照環(huán)境，日照時(shí)數(shù)、日照總輻射量值如圖3所示。由圖3可知，該島月最低日照時(shí)數(shù)為132.2小時(shí)（12月份）、月最低總輻射量為364 MJ/m2（12月份），月最高日照時(shí)數(shù)為310.7小時(shí)（5月份）、月最高總輻射量為744MJ/m2（5月份），月平均日照時(shí)數(shù)為222.0小時(shí)、月平均總輻射量為557.8MJ/m2。從以上數(shù)據(jù)可以看出，該島地區(qū)屬于高輻照狀態(tài)。

圖3 A島礁日照時(shí)數(shù)、總輻射量曲線圖Fig.3 Sunshine hours and total radiation of A island

1.3 雨量充沛

A島礁有豐富的水汽來源，全年降水充沛，潤(rùn)濕時(shí)間較長(zhǎng)（相對(duì)濕度超過80%的時(shí)間）。該島月降雨日數(shù)、降雨量如圖4所示。由圖4可知，該地區(qū)降雨量在6～10月份達(dá)到較高水平，月累積最高降雨量可達(dá)500mm。

圖4 A島礁月降雨日數(shù)、月降雨量曲線圖Fig.4 Monthly rainfall days and monthly rainfall on A island

1.4 大氣鹽霧含量高

A島礁海域全年風(fēng)大浪高，且島礁面積較小、地形低矮平坦，導(dǎo)致全島空氣中的鹽霧含量始終保持在較高水平，該島戶外、棚下、庫(kù)房氯離子（Cl-）含量如圖5所示。由圖5可知，A島礁地區(qū)大氣鹽霧含量高。

圖5 A島礁戶外、棚下、庫(kù)房氯離子含量月分布Fig.5 Monthly distribution of chloride ion content outside, under shed and room of A island

1.5 化學(xué)污染物含量較低

A島礁地區(qū)SO2、NO2、雨水pH值含量如圖6所示。由圖6可知，A島礁化學(xué)污染物含量較低，雨水pH值接近中性（空白月份表示無(wú)雨或單次雨量太少無(wú)法收集），由化學(xué)污染物引起的腐蝕效應(yīng)相對(duì)較輕。

圖6 A島礁戶外SO2、NO2含量及雨水pH值Fig.6 Outdoor SO2 and NO2 content and rainwater pH value

2 熱帶島礁環(huán)境對(duì)飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性影響分析

2.1 熱帶島礁環(huán)境下金屬腐蝕機(jī)理分析

熱帶島礁環(huán)境，常年高溫高濕，Cl-含量高，鋼材在該環(huán)境中的腐蝕機(jī)理如圖7所示。該過程主要包括兩個(gè)階段，Cl-附著在鋼材表面時(shí)，在溫度和濕度環(huán)境作用下，會(huì)促進(jìn)薄液膜的形成，進(jìn)而促使腐蝕的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。在第一階段，鋼材基體Fe發(fā)生陽(yáng)極溶解，陰極發(fā)生吸氧反應(yīng)并生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2附著在鋼材表面形成一層不穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物膜；第二階段，F(xiàn)e(OH)2被進(jìn)一步緩慢氧化，形成α-FeOOH和γ-FeOOH，同時(shí)Cl-發(fā)揮作用，生成γ-Fe2O3。隨著腐蝕的進(jìn)行，γ-FeOOH會(huì)轉(zhuǎn)化為α-FeOOH、Fe3O4和β-FeOOH，β-FeOOH使Cl-通過銹層抵達(dá)鋼材表面，進(jìn)一步促進(jìn)腐蝕。

圖7 鋼材的熱帶島礁環(huán)境腐蝕機(jī)理Fig.7 Steel environmental corrosion mechanism of tropical islands

由上述鋼材腐蝕機(jī)理可以看出，金屬的腐蝕速率與大氣環(huán)境密切相關(guān)。根據(jù)大量腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)，Klinesmith提出了考慮大氣環(huán)境的鋼年均腐蝕速率計(jì)算方法[10]，如式（1）所示

式中，r為碳鋼年均腐蝕速率；TOW為碳鋼構(gòu)件處于潮濕的時(shí)間，小時(shí)/年；KS為SO2濃度，μg/m3；Kl為Cl-沉積速率，mg/(m2·d)；T為碳鋼表面濕潤(rùn)時(shí)的年平均溫度，℃。由式（1）可以看出，碳鋼的腐蝕速率隨著所處大氣環(huán)境中的濕度、溫度、SO2濃度以及Cl-沉積速率的增大而增大。

2.2 各環(huán)境因素單獨(dú)作用對(duì)飛機(jī)的影響

2.2.1 溫度

溫度是影響飛機(jī)腐蝕/老化的重要因素，它是通過溫差影響金屬表面水蒸氣的凝聚和液膜中氣體及鹽類的溶解度進(jìn)而影響腐蝕的進(jìn)程。溫度升高會(huì)加快腐蝕介質(zhì)與機(jī)體之間的反應(yīng)速率，增加腐蝕/老化總量。溫度也會(huì)影響表面水膜的凝露與蒸發(fā)，溫度變化引起的冷熱膨脹應(yīng)力會(huì)對(duì)涂層、復(fù)合材料產(chǎn)生一定影響。同時(shí)，微生物的生長(zhǎng)狀態(tài)也與溫度值密切相關(guān)。根據(jù)范特霍夫規(guī)則[11]，在反應(yīng)溫度不是很高時(shí)，溫度每上升10℃，反應(yīng)速率提高2～4倍。因此，整體而言飛機(jī)的腐蝕速率隨著溫度的升高而增大。

2.2.2 濕度

飛機(jī)大氣腐蝕是一種電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕的先決條件是要有連續(xù)電解質(zhì)液膜的存在，如圖7所示，只有在電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)極金屬失去的電荷才能遷移到陰極金屬表面，電荷在電解質(zhì)溶液中遷移并伴隨物質(zhì)交換的過程即為飛機(jī)大氣腐蝕的基本過程。飛機(jī)結(jié)構(gòu)及部附件在干燥空氣中不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)空氣相對(duì)濕度達(dá)到一定量值，能夠在基材表面形成連續(xù)液膜時(shí)才會(huì)有電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。一般而言，腐蝕速率會(huì)隨著空氣中相對(duì)濕度的增大而增大。臨界相對(duì)濕度是指金屬在大氣環(huán)境下腐蝕速率出現(xiàn)陡升時(shí)的大氣相對(duì)濕度值，超過這一臨界值腐蝕速率就會(huì)極速上升。不同的金屬種類，其臨界值各不相同，常用的鋼鐵、鋅、銅等金屬的臨界濕度在50%-70%之間[12]。

2.2.3 日照

日照時(shí)數(shù)和日照強(qiáng)度決定了飛機(jī)承受太陽(yáng)輻射的量值。太陽(yáng)輻射對(duì)飛機(jī)表面高分子涂層和復(fù)合材料老化有重要影響。對(duì)于高分子材料，太陽(yáng)輻射量值越高，材料老化速率越快。對(duì)于金屬材料，太陽(yáng)輻射量值越高，金屬表面薄液膜蒸發(fā)速率越快，金屬腐蝕總量越低。此外，太陽(yáng)輻射的熱效應(yīng)還會(huì)影響飛機(jī)表面溫度和溫變速率，當(dāng)金屬溫度下降速率高于大氣降溫率時(shí)，會(huì)引發(fā)一定的環(huán)境效應(yīng)，如凝露、熱漲冷縮等。

2.2.4 降雨

降雨對(duì)飛機(jī)使用壽命的影響較為復(fù)雜，主要體現(xiàn)在兩方面：一是降雨會(huì)直接在飛機(jī)表面形成連續(xù)液膜，影響飛機(jī)電化學(xué)腐蝕，并在隨后時(shí)間內(nèi)增大空氣相對(duì)濕度，增加金屬表面潤(rùn)濕時(shí)間，增大腐蝕總量。二是降雨會(huì)對(duì)飛機(jī)表面起到?jīng)_刷作用，沖掉結(jié)構(gòu)表面沉積的腐蝕性介質(zhì)和灰塵，降低介質(zhì)濃度，減緩腐蝕。同時(shí)降雨也會(huì)沖掉腐蝕產(chǎn)物，腐蝕產(chǎn)物的剝離將會(huì)導(dǎo)致裸露新鮮金屬增加，一般會(huì)加速飛機(jī)的腐蝕。

2.2.5 鹽霧

受海浪、潮汐、大風(fēng)等因素的影響，海洋大氣中含有較多的鹽霧顆粒和鹽霧液滴，Cl-含量高。由圖7可知，Cl-易潮解溶于薄液膜中，起到導(dǎo)電介質(zhì)的作用，從而增強(qiáng)薄液膜的導(dǎo)電性，加之Cl-具有很強(qiáng)的侵蝕性與滲透性，能夠破壞金屬表面形成的保護(hù)膜，從而更容易滲透到基體表面。因此Cl-濃度越高，腐蝕初期材料的腐蝕速率也就越高。另外，鹽霧顆粒也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械部件和組件活動(dòng)部分阻塞或粘接，由電解作用導(dǎo)致漆層起泡。

2.2.6 生物因素

A島礁溫濕度全年均處于較高水平，且溫差較小，屬于高溫高濕狀態(tài)。微生物在此種環(huán)境下極易生長(zhǎng)繁殖，并產(chǎn)生破壞性作用[13]。霉菌生長(zhǎng)會(huì)改變飛機(jī)的物理性能，因而影響飛機(jī)的功能或使用，其主要作用包括：1）對(duì)材料的直接侵蝕：不抗霉材料（如皮革、天然紡織品）容易被霉菌分解并作為食物而直接受到破壞；2）對(duì)材料的間接侵蝕：霉菌能夠損壞底材，甚至可能通過底材直接侵蝕抗霉材料；由霉菌分泌代謝的產(chǎn)物（有機(jī)酸）會(huì)腐蝕金屬、蝕刻玻璃、引起塑料或其他材料的發(fā)暗或降解；3）可能出現(xiàn)的物理影響：直接或間接侵蝕均可導(dǎo)致電氣或電子系統(tǒng)損壞（霉菌生長(zhǎng)能越過絕緣材料形成不希望有的電氣通路）；長(zhǎng)霉能影響光線通過光學(xué)系統(tǒng)的傳輸，阻塞精密活動(dòng)件，將不潮濕表面變?yōu)槌睗癖砻妗?/p>

2.3 各環(huán)境因素組合作用對(duì)飛機(jī)的影響

熱帶島礁高溫、高濕、強(qiáng)日照、高鹽霧的環(huán)境因素并不單獨(dú)存在，飛機(jī)在熱帶島礁實(shí)際使用過程中，環(huán)境損傷是多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，各環(huán)境因素同時(shí)或部分同時(shí)作用在飛機(jī)上，且處在不斷地變化之中。這種綜合環(huán)境影響效應(yīng)很難通過簡(jiǎn)化手段進(jìn)行分析，需要盡可能針對(duì)各因素特點(diǎn)進(jìn)行綜合或組合考慮，各大氣環(huán)境因素組合效應(yīng)如表1所示。

表1 大氣環(huán)境因素組合作用對(duì)飛機(jī)島礁環(huán)境適應(yīng)性影響Table 1 The combination of atmospheric environmental factors influences on the environmental adaptability of aircraft on islands

3 熱帶島礁環(huán)境對(duì)飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性影響分析

為驗(yàn)證熱帶島礁各大氣環(huán)境因素組合作用對(duì)飛機(jī)島礁環(huán)境適應(yīng)性的影響，本文選取某型飛機(jī)平尾軸某高強(qiáng)鋼及其防護(hù)體系在A島礁進(jìn)行試驗(yàn)，主要針對(duì)高溫、高濕、高鹽及日照雨淋等環(huán)境應(yīng)力。試驗(yàn)采用戶外、棚下、室內(nèi)三種方式。戶外樣件直接承受外界大氣環(huán)境因素侵蝕作用，如日照、降雨、風(fēng)吹、鹽霧等；棚下試驗(yàn)采用百葉窗結(jié)構(gòu)，避免樣件受太陽(yáng)直射和降雨作用，可通風(fēng)透氣；室內(nèi)試驗(yàn)門窗封閉，樣件不受太陽(yáng)直射、降雨、風(fēng)吹等作用。在A島礁試驗(yàn)2年，結(jié)果如圖8所示。

圖8 某材料2年A島礁自然環(huán)境試驗(yàn)Fig.8 The natural environment test of the material on island for two years

從圖8（b）（c）中可以看出，戶外涂層經(jīng)2年試驗(yàn)后基本保持完好，未發(fā)現(xiàn)明顯開裂、起泡、長(zhǎng)霉、剝落、生銹、粉化現(xiàn)象，但涂層顏色和光澤與圖8（a）試驗(yàn)前相比發(fā)生了明顯變化。經(jīng)儀器測(cè)試，戶外涂層光澤度值為52.6，光澤度等級(jí)為4級(jí)，屬于較大失光；色差值為6.1，色差等級(jí)為3級(jí)，屬于明顯變色，綜合老化性能等級(jí)為2級(jí)。從圖8（d）（e）（f）中可以看出，棚下涂層經(jīng)2年試驗(yàn)后外觀形貌基本完好，但在局部位置有輕微涂層鼓泡現(xiàn)象，涂層光澤度值為27.4，光澤度等級(jí)為2級(jí)，屬于輕微失光；色差值為4.1，色差等級(jí)為2級(jí)，屬于輕微變色，綜合老化性能等級(jí)為1級(jí)。從圖8（g）（h）（i）中可以看出，室內(nèi)涂層經(jīng)2年試驗(yàn)后有明顯鼓泡，與棚下涂層鼓泡相比，室內(nèi)涂層鼓泡形態(tài)相對(duì)較小但數(shù)量較多、面積較大，主要在兩個(gè)局部位置上密集分布，基體金屬無(wú)紅銹，涂層光澤度值為26.2，光澤度等級(jí)為2級(jí)，屬于輕微失光；色差值為4.3，色差等級(jí)為2級(jí)，屬于輕微變色，綜合老化性能等級(jí)為1級(jí)。從試驗(yàn)結(jié)果可知，熱帶島礁環(huán)境確實(shí)對(duì)樣件及涂層具有較強(qiáng)的腐蝕和老化作用，且樣件損傷程度戶外＞棚下＞室內(nèi)。這是由于戶外樣件直接暴露在惡劣海洋大氣中，遭受高濕熱、高鹽霧和日曬雨水的直接作用（鹽霧環(huán)境最為嚴(yán)酷），而室內(nèi)樣件不受太陽(yáng)直射、降雨、風(fēng)吹等作用，受不利環(huán)境因素影響較小。因此，按綜合環(huán)境嚴(yán)酷水平劃分，戶外環(huán)境條件劣于棚下環(huán)境、棚下環(huán)境劣于室內(nèi)環(huán)境，這是從綜合環(huán)境影響效應(yīng)角度出發(fā)得出的結(jié)論，適用于海洋大氣環(huán)境下絕大部分裸金屬材料。另外，從試驗(yàn)結(jié)果也可以看出，涂層在室內(nèi)同樣會(huì)發(fā)生腐蝕和老化。這是由于室內(nèi)環(huán)境相對(duì)封閉、空氣不流通，樣件雖不受太陽(yáng)直射、降雨、風(fēng)吹等外部環(huán)境因素直接作用，但更多受到的是濕度的影響，相對(duì)濕度及表面潤(rùn)濕時(shí)間的差異是導(dǎo)致涂層出現(xiàn)不同損傷的關(guān)鍵因素。圖9為A島礁戶外、棚下、室內(nèi)月平均相對(duì)濕度對(duì)比圖。

圖9 A島礁戶外、棚下、室內(nèi)月平均相對(duì)濕度Fig.9 Average monthly relative humidity of outdoor, under-shed and indoor on A island

從圖9可以看出室內(nèi)月平均相對(duì)濕度值最高。室內(nèi)在一定程度上可以看作放大的封閉結(jié)構(gòu)。封閉結(jié)構(gòu)（如腔體）通常會(huì)由于“呼吸效應(yīng)”產(chǎn)生凝露或積水[14]。一般來說，當(dāng)外界溫度發(fā)生較快變化時(shí)（例如中午-黃昏-夜晚），室內(nèi)溫度變化速率與外界不一致，存在一定溫度差，溫度差會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)外形成一定壓力差。封閉結(jié)構(gòu)在白天由于受到日曬而增加壓力“呼出”氣體，夜晚氣溫下降“吸入”濕氣，如此循環(huán)往復(fù)會(huì)導(dǎo)致封閉結(jié)構(gòu)（室內(nèi)）不斷產(chǎn)生水汽凝露并積水，長(zhǎng)期作用就會(huì)導(dǎo)致涂層出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕失效。同時(shí)，室內(nèi)樣件不受日照、風(fēng)等影響液膜蒸發(fā)速率因素的直接作用，涂層表面長(zhǎng)期處于潤(rùn)濕狀態(tài)，濕氣易滲入涂層引發(fā)滲透壓鼓泡。但是，雖然室內(nèi)樣件涂層完整性受到了影響，起泡較多，但室內(nèi)鹽霧含量低，因此底材金屬不易腐蝕，表面無(wú)明顯紅銹。

4 增強(qiáng)飛機(jī)熱帶島礁環(huán)境適應(yīng)性能力建議

基于上述理論和試驗(yàn)分析，可以從結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)、地面停放防護(hù)、飛機(jī)清洗及緩蝕、快速腐蝕修理等方面增強(qiáng)飛機(jī)熱帶島礁環(huán)境適應(yīng)性能力。

4.1 優(yōu)化飛機(jī)結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)形式是影響飛機(jī)熱帶島礁環(huán)境適應(yīng)性的重要因素。做好飛機(jī)開放結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效降低熱帶島礁大氣環(huán)境組合作用的不利影響。

4.1.1 開放結(jié)構(gòu)

暴露在外的機(jī)身、機(jī)翼、尾翼外表面等飛機(jī)結(jié)構(gòu)，可看作開放結(jié)構(gòu)，通常要承受外部環(huán)境應(yīng)力的直接作用，如日照、降雨、風(fēng)吹等（相當(dāng)于試驗(yàn)中的戶外環(huán)境）。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，開放結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免積水，合理消除溝槽、縫隙等，以防止液體、灰塵、鹽霧的滯留，并在幾何形狀方面簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，過渡光滑合理，盡量避免由于結(jié)構(gòu)因素而導(dǎo)致的應(yīng)力集中、溫度集中、不利于檢查維護(hù)等問題。

4.1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

與外部環(huán)境相對(duì)隔離的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如機(jī)身內(nèi)表面、腔體等可看作內(nèi)部結(jié)構(gòu)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)受外部環(huán)境應(yīng)力影響相對(duì)較小，不直接承受外部太陽(yáng)輻射作用，同時(shí)由于隔離效應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)所處環(huán)境鹽霧及其它外部化學(xué)介質(zhì)的含量也相對(duì)較小（相當(dāng)于試驗(yàn)中的室內(nèi)環(huán)境）。但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常會(huì)由于“呼吸效應(yīng)”導(dǎo)致相對(duì)濕度較高。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，應(yīng)加強(qiáng)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)計(jì)。對(duì)于部分安全關(guān)鍵和任務(wù)關(guān)鍵部件內(nèi)部，可以采用密封、充氮等保護(hù)。對(duì)于有條件使用空調(diào)通風(fēng)保護(hù)的，可以在平時(shí)停放防護(hù)基礎(chǔ)上，注意加強(qiáng)工作時(shí)的空調(diào)通風(fēng)，防止水分凝結(jié)。對(duì)于不能采用密封設(shè)計(jì)或者不需要密封設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，應(yīng)該有科學(xué)合理的排水設(shè)計(jì)。

4.2 加強(qiáng)飛機(jī)地面停放期間的環(huán)境防護(hù)

從熱帶島礁環(huán)境對(duì)飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性影響的分析可以看出，熱帶島礁環(huán)境與內(nèi)陸環(huán)境的主要區(qū)別在于地面和低空強(qiáng)烈的高溫、高濕和高鹽等腐蝕環(huán)境以及低緯度地區(qū)長(zhǎng)時(shí)間的日照輻射環(huán)境，而飛機(jī)起飛后的環(huán)境則和內(nèi)陸地區(qū)相似。為此，加強(qiáng)飛機(jī)地面停放期間的環(huán)境防護(hù)，可以有效減少熱帶島礁環(huán)境對(duì)飛機(jī)的損害。飛機(jī)在熱帶島礁機(jī)場(chǎng)執(zhí)行任務(wù)期間，應(yīng)盡可能停放在半封閉的機(jī)棚或者全封閉的機(jī)庫(kù)，避免太陽(yáng)輻射、風(fēng)速降雨、鹽霧等因素對(duì)機(jī)體材料的影響。同時(shí)為了減小濕度對(duì)機(jī)體的影響，應(yīng)合理控制機(jī)庫(kù)濕度，防止水分凝結(jié)，減少飛機(jī)在壽命周期內(nèi)的損傷總量。

4.3 加強(qiáng)飛機(jī)清洗及緩蝕等方法的運(yùn)用

加強(qiáng)飛機(jī)清洗，可有效提高飛機(jī)抵御熱帶島礁環(huán)境腐蝕的能力。大量航空實(shí)踐表明，飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)清洗可有效抵御污染顆粒，如珊瑚砂、高鹽空氣析出的鹽分等對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)和發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備的侵蝕。緩釋劑能明顯改善航空高強(qiáng)鋼和高強(qiáng)鋁合金的抗氯離子侵蝕能力。采用不同成分的脫水防銹劑作為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)清洗后的防銹措施，可分別解決熱帶島礁駐訓(xùn)期間的發(fā)動(dòng)機(jī)短期防腐和長(zhǎng)期防腐問題。

4.4 研究和應(yīng)用快速腐蝕修理技術(shù)防止腐蝕加速

在熱帶島礁環(huán)境下，當(dāng)防護(hù)措施出現(xiàn)破損后，腐蝕損傷往往會(huì)加速。因此，駐島飛機(jī)在出現(xiàn)腐蝕損傷后就需要及時(shí)采取適宜的維修措施來對(duì)損傷進(jìn)行修復(fù)，以保持機(jī)體及部附件原有防護(hù)功能和強(qiáng)度。腐蝕修理的手段包括整形、打磨、鉆孔、補(bǔ)強(qiáng)、膠接、焊接、更換、密封等。在外場(chǎng)保障實(shí)踐中，應(yīng)及時(shí)監(jiān)測(cè)和判斷損傷程度，針對(duì)損傷程度采取合適修理手段。當(dāng)損傷程度輕微時(shí)，需清潔除蝕、防蝕處理及合適的涂層噴涂工作。如當(dāng)出現(xiàn)輕度腐蝕時(shí)，如腐蝕深度/厚度小于原結(jié)構(gòu)厚度的10%，損傷不影響強(qiáng)度、剛度和使用功能時(shí)，采用“表面襯補(bǔ)法”修理。當(dāng)出現(xiàn)中度腐蝕，即腐蝕深度/厚度達(dá)到原結(jié)構(gòu)厚度的10%～20%，通過 補(bǔ)強(qiáng)片加強(qiáng)可恢復(fù)其原始強(qiáng)度時(shí)，采用“鑲嵌法”修理。如果出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，腐蝕深度/厚度超出原結(jié)構(gòu)厚度的20%，應(yīng)及時(shí)換件修理。