铝制直升机停机坪通用质量特性分析

章成荣 丁婷杰 寿海波

摘   要：建设直升机停机坪是军民航空产业发展中不可或缺的一部分。全方位探讨直升机停机坪的通用质量特性分析是确保停机坪质量的最有效的工具。本文主要通过对某军品项目的停机坪的特性分析，构建了铝制停机坪的通用质量特性标准，为将来的停机坪军品项目奠定了坚实的质量基础。

关键词：停机坪  通用质量特性  军品项目

中图分类号：TU972.4                              文獻标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0028-03

1  概述

为确保产品质量符合要求，达到顾客满意，根据我公司《铝制停机坪质量保证大纲》的规定，本文主要是针对铝制直升机停机坪的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性进行分析，以河南解放军某中心医院的直升机停机坪为案例，展开详细的特性分析，下文中以解001停机坪作为项目简称。

2  可靠性分析

2.1 可靠性定义

可靠性通常定义为产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。而对于我们的铝制停机坪而言，它的规定功能是指停放直升机，体现这一功能的能力的指标便是最大可允许停放的直升机重量，即最大允许起飞重量。

本文主要针对解001停机坪的最大允许起飞重量的可靠性进行分析，并得出相关结论。

2.2 可靠性预计

为了确保停机坪能承受直升机的重量以及它起降时带给停机坪的冲击力，停机坪的工程基础至关重要。因此，我们必须对停机坪的工程基础进行受力计算。

根据基础埋置深度的相关规定，结合本工程的实际情况：

（1）根据本工程所在区域的地质勘探报告可知本工程所在的区域第2土层为粉土平均深度为3.2m，依据基础埋深尽可能浅的要求，并综合本工程实际结构特点可确定基础的埋置深度为1.5m。

（2）本工程依据直升飞机实际降落时的最不利荷载进行考虑，最不利工况可见图1所示。

由图示可以看出在最不利工况条件下AB梁可视为简支梁，由此我们可以求出基础1所受的支反力N及弯矩M（见图2）。

综合以上分析可得出以下结论，为达到停机坪的最大允许起飞重量，按照最不利情况计算，本工程基础可采用柱下独立基础，基础埋深1.5m，采用矩形截面且b=L=1.7m。

通过上述分析可得，我公司方案中采用的1.5m埋深，1.7m矩形截面的数据具备可靠性，从而保证了根据此方案制定的停机坪最大允许起飞重量为13.0t的数据结论也同样具备可靠性。该停机坪为可靠性工程，建议根据此结论完成基础工程。

3  保障性

保障性是产品的一种质量特性，为确定和达到产品保障性要求而开展的一系列技术和管理活动就是综合保障工作，或称保障性工程。承制方需要根据顾客指定要求进行简化设计，达到易于安装、更换的目的即可，交付时应提供使用说明书。当顾客要求时，应按顾客要求配合完成相关保障性工作。

在该产品中，除了满足停机坪的最大允许起飞重量及停机坪的起降要求外，我方对于停机坪原材料严格把控，除了外购定制的氧化铝型材，其余通用型铝型材均为市场采购，每项采购过程中，均要求供应商提供相应的材料性能检测报告，一旦发现报告数据不合格，立即退回处理，相应报告都存档保管。同时，在研发生产过程中，品质部严格把关，确保每个系统部件都严格按照生产工艺、图纸要求制作完成，完成停机坪的相关保障性工作。

依据GJB3872《装备综合保障通用要求》，装备资源应包括人力与人员、供应保障、保障设备、技术资料、训练保障、保障设施、包装、装卸、贮存和运输保障、计算机资源。本产品安装完成后无须特别的保障资源才能使用，可直接用于直升机的停放，但为业主更好地使用，我方将提供一份《停机坪使用说明书》。综合以上原因，因此本产品具备保障性。

4  维修性、测试性

本产品虽占地面积较大，体积较大，整体较为复杂，但是整体可拆解成多个系统，每个系统及组成系统的二级部件的复杂度不高，对外接口较少，系统或者系统本身的二级部件的可恢复性维修工作不能在现场进行，现场只能更换代替，故障件需返厂后只进行故障原因分析查找及记录，促使更有效地改进产品结构功能。完成此效用后，对于故障件进行报废处理，并不对故障件维修。同时，解001停机坪具有50年的保修期，在此期间，凡是出现故障的零部件，都将会实行该维修方式。

因此，本产品在维修性、测试性方面不作过多的分析，设计时主要应考虑便于快速定位检测故障。

5  安全性

本产品不含磁性介质，无电磁干扰影响，使用的供电电压为安全电压，且由业主提供，产品本身不含有毒有害物质，不会对人体造成损害。本产品中涉及到的原材料采购过程可控，采购时供应商需提供相关的性能检测报告。本产品的部件链接采用铝焊接和铆接，产品整体结构稳固。因此，本产品具有安全性。

6  环境适应性

环境适应性是指装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功能、性能和不被破坏的能力，是装备的重要质量特性之一。解001停机坪位于河南某地，主要应用于解放军某中心医院的直升机医疗救援，停机坪安置于医院内部的室外操场上，属于地面型高架直升机停机坪，停机坪最大水平高度为1.5M。其可能存在的环境条件有日照高温、低温冰冻、雨雪雾等，现对其进行分析。

6.1 高温

夏季时，停机坪处于日照状态下，使各系统部件工作在相对较高的温度区域内，根据气象局查询可知，郑州地区在夏季的最高气温通常在8月份，最高温度可达40℃，在此室外温度的情况下，停机坪坪体表面的最高温度可达52℃。

高温对停机坪的作用主要表现在物理特性的变化，由于材料膨胀系数的不同，高温下会产生变形，造成某些铝型材配合关系的变化，此外，一些非金属材料中的易挥发物质挥发，加速其老化和失效。本产品的面板系统采用的是6005A系列的氧化铝型材。氧化铝型材可耐高温，其变形温度为450℃～550℃。因此，停机坪表面的最高温度对停机坪并不会造成任何负作用。

6.2 低温冰冻

低温冰冻与高温对该停机坪的影响机理相同，同属温度环境的影响。在河南郑州地区的冬季，极恶劣的低温条件下约为-10℃～-5℃。温度变低，主要影响停机坪铝型材的力学性能。其变化趋势为在低温环境下，拉伸性能提高、抗疲劳能力提高、韧性增强。6005A、6061系列的铝型材在20K（约为-251.15℃）以上的延伸率随温度降低而增加，在20～70K（约为-251.15℃～203.15℃）附近达到最大值，在4.2K（约为-268.95℃）左右下降。因此停机坪表面的最低温度对于停机坪并不会造成任何力学性能上的负作用。

但是需要提出的是，由低温带来的另一个影响为冰冻。当室外温度低于0℃时，停机坪的铝型材表面会产生薄冰或冰冻，尤其需要注意的是，河南郑州地区的平均无霜期为209d。因此，该现象极有可能会时常发生。但是该现象对停机坪本身性能并无影响。

6.3 盐雾等其他天气

盐雾、雾霾等其他天气并不会对停机坪的性能稳定产生影响，且该停机坪面板采用氧化的铝型材，其他系统采用6061系列的铝型材，其整体防腐蚀性能强。因此其他恶劣环境影响不做详细探究。

通过以上分析表明：解001停机坪在实际环境中可以满足有关环境要求、可靠地运行，具备环境适应性。

7  结语

综合以上分析，我们可以确定，解001停机坪符合“六性”要求，具备可靠性、安全性、维修性、测试性、保障性及环境适应性。同时，通过对以上的“六性”分析，保障了直升机停机坪的通用质量，将该种分析方式构建成为我公司的铝制直升机停机坪的通用質量特性分析标准，为将来的停机坪军品项目奠定了坚实的质量基础。

参考文献

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