> 通信 >

【趣聊航空】如何让飞机更长寿?-今头条

时间:2023-05-11 18:09:03       来源:光明网-科普中国

【趣聊航空】


(资料图)

如同预防疾病、延长人类寿命一样。提高飞机的使用寿命,让飞机更安全地飞行,一直以来都是吸引无数科研人员为之奋斗的目标。随着航空科技的不断进步以及延寿技术的提高,飞机的使用寿命在逐年增加,大龄、超期服役的飞机也越来越多。可以说,延长飞机的寿命已成为一个发展趋势。那么人们为延长飞机寿命做出了哪些努力呢?

首先是对飞机结构认知的提高而带来的设计思想的演变,以可靠性为中心思想的提出,把飞机的寿命问题,变成了飞机缺陷的检测和修理问题,维修的经济性成为决定飞机使用寿命的主要因素。当飞机接近或超过设计目标后,只要在大量工程计算及实验数据的支持下,完成必须执行的补充检查和改装工作,设计出新的维护方案,确保不出现广布疲劳损伤,就可以延长寿命限制、继续安全飞行。

飞机设计出产后,疲劳试验却仍在进行。飞机全尺寸疲劳试验是航空疲劳损伤容限试验领域最高技术水平的体现,能预测飞机的余寿。也可根据试验结果,识别飞机哪些部件需要更严格的检查,哪些需要修理和替换,进行“查缺补漏”式的改进,修补设计漏洞或缺陷。有的飞机针对疲劳件或飞机其它重要部件,开展“改头换面”式的加改装,针对任务需求或昔日的“瓶颈”“短板”,通过局部改变、更换或改进原战机的配置、结构、材料、尺寸、形状、安装位置等,提高使用性能,延长使用寿命。

1970年以前,我国对飞机寿命的概念还比较模糊,使用中有很大盲目性,机毁人亡的事故时有发生。当时发达国家是每个机种提供5架飞机做实验,而我国由于经费的限制,只能提供一架。就在这样困难的条件下,我国飞机结构寿命与可靠性理论的奠基人高镇同院士主动请缨,硬是用一架飞机的试验数据得到与五架一样的安全寿命数值,完成了这个听起来天方夜谭般的任务。

从上世纪70年代开始,高镇同院士就和他的团队采集了400万亿个数据,攻克了技术难关,解决了多个疲劳相关的世界性难题,所以在1993年的时候,我国飞机的寿命就已经从1000多个小时延长到了3000小时,涉及歼击机、轰炸机、客机、运输机、直升机等20多种飞机型号,经济效益达数百亿元,为保障部队的战斗能力和飞行安全作出了历史性重大贡献,军事和社会效益巨大。目前,我国的战斗机在此基础上,寿命已经大大增加。

飞机在研制过程中固然选用了抗腐蚀能力很强的高级材料、优良的表面处理工艺、高效的复合涂层等。但在制造装配过程中,仍可以利用一些有益手段提高飞机寿命。

由于应力集中是影响疲劳强度的主要因素。因此,减缓局部应力是提高构件疲劳强度的一项重要措施。

例如,歼6飞机前起落架轮叉在接耳根部易产生裂纹,就是由于接耳根部的圆角半径过小,且外缘的圆弧过渡区过小,形成尖角造成的。针对这一情况,部队采用了锉修和打磨的方法,工厂将接耳根部圆角半径加大,并使根部外缘有一定宽度的圆弧过渡面,从而排除了这一故障。

除此以外,提高构件表面光洁度,也是提高构件疲劳强度的重要措施。消除构件上由于加工而残留的刀痕、防止构件表面人为地造成损伤都可以有效降低构件表面的粗糙度。

要想身体好,平时保养少不了!机务人员的维修、维护是飞机长寿的重要保障。在机务维护过程中,要贯彻各项日常防腐措施,如:防水、通风、清洗、除锈、补漆等等,还要适时进行必要的腐蚀故障检查,对早期腐蚀故障及时采取针对性防腐修理,更新和加强已腐蚀和损坏的地方,更换已不能修理和防腐处理的结构件,让早期的腐蚀不能进一步扩大。在大修过程中要进行全面彻底的腐蚀检查,采用先进的防腐修理技术,恢复和增强飞机的抗腐蚀能力,必要时要作局部的结构防腐设计改进,改善局部小环境,使关键部位不失控。

那么,延寿后的高龄飞机能否保证安全飞行吗?

高龄飞机不见得就不安全。因为飞机不是整体寿命达到就必须退役。很多零部件,包括重要部件,如发动机,起落架,机翼都是可以更换的,所以高龄飞机并非所有部件都是旧的,新换的起落架或者发动机,安全性能并不差。而且飞机都是定期停场检查,两三个月做一次小检,十次小检做一次大检,根据不同使用需要检查时间间隔略有区别,检查之细、之全也超乎你的想像,所以,即便坐上高龄飞机也不用害怕,他们“老当益壮”着呢。

审核:郁大照(海军航空大学)

撰稿:杨 斌

策划:吴玉良 周坚毅 宋雅娟 肖春芳

监制:张 翼 战 钊

编辑:宋雅娟 肖春芳

出品:中国科协科普部 海军航空大学 光明网

标签:

消息推送