老龄直升机的定义与维护

曹庆壮

摘要：随着中国经济的快速发展，我国直升机的数量逐渐增多。然而，随着时间的推移，许多直升机逐渐进入老龄化，新老并存成为中国航空界的一大现状，提高新机保障能力的同时，着力挖掘老龄直升机潜能是促使直升机整体达到高效益的必要之举。本文主要针对老龄直升机的定义以及老龄直升机的维护进行研究探讨，区分直升机是否进入老龄化，进而维护老龄直升机，提高老龄直升机的完好率和出勤率。

关键词：直升机;老龄化;维护

0  引言

直升机作为20世纪航空飞行器极具特色的创造，它拓展了飞行器的应用范围，弥补了固定翼飞机的不足。它可以实现固定翼飞机做不到的垂直起降、空中悬停以及倒飞，是活跃在建筑物上空、山顶高原上方等情况复杂危险条件下的主要飞行器，目前可以看作是第五空间的王者。直升机是典型的军民两用产品，可以广泛的应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。注：通常，人们把陆地称为第一空间，海洋称为第二空间，空中称为第三空间，宇宙称为第四空间。近年，西方航空界把300米以下的空间称为“第五空间”，第五空间地形复杂，地貌影响较大，而且地物阻隔，雷达发现角的可控度非常有限。

1  老龄直升机的定义

在多数有关“老龄飞机”的文献中，一般将运行时间14年作为划分航空器是否进入“老龄”的节点。但这种划分方式过于武断，并不适合直升机的运行状况。 “老龄飞机”在FAA（还有EASA和CAAC）正式颁布的法规和咨询通告中并没有明确定义，而仅是FAA经过事故调查、经验积累和多年研究提出的一种说法。而民航界通常划分“老龄飞机”的14年时限，极有可能是源于FAR121部AA分部持续适航和安全改进的121.1105条款中的规定“服役年限达到或超过14年的飞机应当对结构修理、改装记录进行检查和评估”。此外中国民航局飞标司潘超提出：“老龄飞机”并不是使用时间达到一定年龄的飞机，而是指设计规范存在一定缺陷的飞机。”該观点从不同侧面丰富了“老龄化”的概念。目前，世界上主要有两种界定方法：一种是根据飞机交付后的日历计算;另一种是指飞机的使用时限达到设计服役目标（DSO）的75%甚至更高的目标以后。除此之外也有使用某些限制值参数来界定的，比如采用飞行小时、飞行次数和出厂时间中的一个或多个的组合。其实“老龄化”对航空器来说是一个渐变的过程，而无明确的时间或物理界限。随着直升机使用时间、起落次数以及飞行小时数的增加，机体结构、系统长期受内外交变载荷与环境应力等多种因素影响，直升机部件会产生不同形式的损伤和老化，使得直升机的故障率上升，可靠性下降，逐渐进入“老龄化”。

经过研究，本文定义“老龄直升机”是指直升机达到飞行年限以后或者到达预计寿命，并且虽然经过更换部件但直升机整体的可靠性下降，操纵性能变差，维护所需的费用增加，设计缺陷愈加明显，即视为直升机进入“老龄化”过程。不能单一的凭借飞行年限判定，而应更加侧重直升机整体性能的变化作为界定的标准。

2  老龄直升机的维护

2.1 老龄直升机面临的主要问题

2.1.1 腐蚀  直升机机身结构、发动机部附件、蒙皮等大部分构件和设备都是金属材料制成的，长期的飞行、入库停放将会受环境的影响，在高温、高湿、盐雾或酸、碱等的恶劣条件下，会遭受腐蚀。主、尾桨叶翼尖罩蒙皮内可能会存在严重的晶间腐蚀;轮毂裸露部位的大面积腐蚀，蒙皮表面涂层裂纹引起的金属电化学腐蚀;橡胶密封圈、燃滑油软管等非金属件的腐蚀造成系统密封性能变差，油液渗漏、密封不严以及导线发生粘连，影响线路绝缘性能等的情况。

2.1.2 老化  老化主要针对飞机上的非金属材料。直升机上除大量使用金属材料外，还使用许多非金属材料，如塑料、复合橡胶、玻璃、特殊涂层等，另外还有一些高分子材料。这些非金属材料在长时间日晒和高温潮湿的条件下，或者在检修、正常飞行前维护时有机油剂添加、清洗时会产生老化、变质，影响部件的正常功能，甚至危害飞行安全。在添加燃滑油时操作不慎或者燃滑油管路破损引起的油液泄露会污染涂层、橡胶等有机部件，质量下降。各种导管、软管线路绝缘部分，各密封胶圈、防火布套等经过长时间使用，都会发生老化现象。

2.1.3 磨损  磨损是老龄直升机不可避免出现的情况，严重的磨损会导致直升机的故障。各种活动部件、带有自由度运动的零件长时间的运转都会出现磨损，这种情况不可避免。况且直升机整体以机械单元构建而成，并非一体，各单元体虽紧密链接，但是也存在间隙，飞行过程中连接件难免挤压碰撞造成磨损。

2.1.4 疲劳  疲劳主要指直升机机身构架和零部件的疲劳，这种疲劳既出现在金属部件上又出现在非金属部件上，在老龄直升机上普遍存在，并且这种隐患不易发现，不易排查，有时必须借助专业的手段检测。比如机身框架上的桁梁裂纹，尾桨涂层下的桨叶裂隙，燃烧筒壁热疲劳，这些疲劳均不易发现，但危害很大。直升机上常见的疲劳有腐蚀疲劳、拉伸疲劳、老化疲劳、应力应变疲劳、热疲劳等。

2.1.5 变形  这里的变形是指直升机零部件在使用寿命达限的基础上，在载荷或其他因素的影响下发生变形（塑性变形、脆性断裂）。这里不同于正常状态下零部件受大载荷变形，此时的零部件整体刚性下降，所能承受的载荷、强度都下降了。常见的变形有老化变形、过载折断;传动机构的齿轮老化变形会出现齿面起脊、齿缘飞边、轮齿起皱、塑性变形等情况;尾轴的花键轴出现疲劳断裂或者塑性变形折断;有的部位还会出现断裂裂纹，比如旋翼、尾桨。

2.2 老龄直升机维护技术的建议

2.2.1 要根据老龄直升机结构特点进行防腐控制  飞行作业后及时清洗防护，利用专业的清洗剂清洗，注意缝隙死角，降低腐蚀的可能性，改善局部环境;存放时要保证存放地点的通风、干燥，也要预防尘土;直升机部件涂层破坏以后要及时处理，避免腐蚀加重，或者直接更换;最后从制造材料上入手，使用耐腐蚀材料，提高老龄直升机机体结构的抗腐蚀能力。

2.2.2 对老龄直升机各关键系统进行重新评估，重点在于增加检查项目和检查深度  直升机飞行的实现是各个系统协调运行达到的，直升机进入“老龄化”后各系统的可靠性均达到临界状态，此时必须加强对各系统的检测、评估，防止出现系统故障;传统的状态监测存在一定的弊端，不够全面，直升机进入“老龄化”后，监测的参数要更多、更全面，不能局限在整体的飞行参数，还要测算材料本身的强度、疲劳情况等。

2.2.3 根据老龄直升机非金属件的老龄化特点，合理制订老龄直升机的维护检查措施及更换件周期，保证老龄直升机使用安全。直升机上的复合材料使用广泛，不可避免的存在擦伤、破损等状况，应合理制订复合材料的检查、修复措施，提高老龄直升机复合材料使用的耐久性。

2.3 老龄直升机状态评估系统设想

随着先进科学技术进步，通用航空的发展，以及国家对空域逐渐开放，直升机的数目会越来越多。但直升机的成本费用还是相当昂贵的，飞行寿命有限，性价比不是太高，还属于较为高档的交通运输工具。特别是寿命后期，安全性系数不高，维护费用增加，整体效益不好，有的人出于安全性考虑，会过早停飞直升机，经济效益有损失;相反，有人可能更加注重经济效益，安全性能不够重视，直升机存在较大风险。针对这种情况，应该建立一个“老龄直升机状态评估系统”，对进入老龄化的直升机进行科学、准确、中肯的评估，既能保证飞机的安全性能又能提高的飞机的经济效益。

“老龄直升机状态评估系统”主要评估直升机的可靠性、维修性、经济性，根据侧重不同，评估参数以及参数的标准也不同。军用的直升机更加注重战备完好率，完成任务的高效性，直升机自身操作性，因此，评价状态标准主要包含平均故障间隔时间（MTBF）、平均故障间隔飞行小时（MFHBF）、平均维修间隔时间（MTBM）完成任务的成功概率（MCSP）、平均任务中断间隔飞行小时（MFHBA）等;民用的通航直升机更加注重经济效益，老旧直升机维修保障用的人力、物力、财力要尽可能的少，它的评估指标偏重于平均维修间隔时间（MTBM）、每飞行小时维修工时、部件拆卸率、更换次数以及翻修间隔期限（TBO），经济指向性明显。

3  结束语

本文首先对“老龄直升机”进行了定义，判断直升机是否进入“老龄化”对飞行安全尤为重要，关系到飞行人员的人身安全以及飞行任务的顺利完成，影响直升机的完好率、出勤率。对于进入老龄化的直升机，我们必须做好维护工作，不断积累维护经验，丰富维护技术，扎实做好维修、保养工作，提高老龄直升机的使用性能，实现更高效益。最后提出了“老龄化直升机状态评估系统”的设想，针对军民两用直升机的不同需求，设立不同的评价指标和评价标准，但是具体的评估方案还在研究论证中，还需要科学的实验。

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