老龄化通用航空器维护技术探讨

孙毅

东方航空技术有限公司 上海 200436

1 航空器概述

航空器即是在大气层内进行可控飞行的飞行器。任何航空器都必须产生大于自身重力的升力，才能升入空中。根据产生升力的原理，航空器可分为两大类：轻于空气的航空器和重于空气的航空器。前者靠空气静浮力升空；后者靠空气动力克服自身重力升空。

2 老龄化通用航空器隐患

2.1 广布疲劳损伤

许多工程结构和老龄化的航空器都存在一种典型的损伤形式-广布疲劳损伤。这一术语来源于阿罗哈事故的分析报告。随着循环应力的作用，在航空器的蒙皮结构中铆钉孔边会出现多条疲劳裂纹，呈现多处损伤（MSD）的物理特征。这种损伤形式可使结构剩余强度明显降低，并在短时间内导致裂纹的突然连通，从而破坏航空器的物理完整性[1]。

2.2 高振动区域裂纹

通用航空领域广泛使用直升机完成作业任务。直升机结构相对于固定翼飞机更加复杂，旋转部件更多，因此带来的振动问题将使更多的部件承受交变载荷。由此使直升机在老龄化过程中有更多机会产生故障。

2.3 磨损导致的材料缺失

机件在使用中不可避免地发生磨损，且加速磨损的因素较多，如振动、润滑不良、工作面被异物污染等，在通用航空器的运行中十分普遍。磨损导致材料缺失，机件几何尺寸变化，并视其部位不同带来一系列问题，例如，操纵系统磨损会带来机构间隙，加剧振动，降低飞行舒适性；蒙皮盖板材料缺失会导致气动外形细微改变，同时材料强度也会降低。

2.4 腐蚀

航空器在整个寿命周期内，无论处于地面停放状态或运行状态，一定会受当地自然环境影响。由于通用航空器自身的特点，其飞行高度低，运行环境复杂，所受影响必然更加显著。而自然环境所导致的腐蚀作用会使蒙皮及结构的性能变差，造成损伤，从而降低材料的疲劳寿命。在对退役飞机检测时，在蒙皮搭接机构中经常发现蚀坑，该种腐蚀具有极强的隐蔽性，目视检查无法发现。根据运行经验，大多数腐蚀情况都发生在具有水汽或污染物累积的客观条件下[2]。

2.5 电气部件老化

航空器的机龄超过10年后，深埋在结构中的电线就开始产生裂纹和磨损。这种缺陷最初被航空界忽视，经一些事故调查结果显示，电线短路所引起的火花造成了中心机翼油箱爆炸，可见关键部位的导线缺陷可能导致极其严重的后果。此外，独立的仪表设备在长时间使用后，由于元器件老化，即使经修理或翻修，其故障率也有明显上升趋势。可见电器部件的缺陷及故障在航空器的老龄化中占有较大比重。

3 老龄化通用航空器维护要点

3.1 完善维修方案

维修方案作为所有例行工作的直接依据，其涵盖的维修广度和深度直接决定了航空器保持其固有可靠性的能力。随着航空器的运行环境及自身状态的改变，维修方案的内容应做出相应的修订。比如：主力初教机赛斯纳172R在进入10000h后，维修方案中加入了超越手册的检查内容。自增的检查内容集中在日常定检所不涵盖的结构件或操纵部件上，如起落架安装座、机身内部蒙皮、驾驶杆组件U型架、方向舵脚蹬扭力管等。而日历时限达30年的贝尔206BⅢ型直升机在维修方案中增加了腐蚀控制相关内容，对重点区域明确了检查标准及修复方法。从维修立法层面做出的修订，能为老龄化航空器的维护方式带来质的改变[3]。

3.2 强化维护细节

延缓航空器老龄化过程不会对维护人员的能力提出极高要求。因此，“维护作风胜于个人能力”得到了极好的体现。在飞行后，及时清洁航空器，确保机身及关键部位无尘埃及其他腐蚀物累积，能明显控制腐蚀的加剧过程。振动区域蒙皮磨损不可避免，在磨损初期若及时进行补漆工作，则可避免金属材料在振动磨损中出现缺失。对航空器所有排水孔进行细致检查，确保其畅通，能有效避免滑油、液压油及水分对机体可能带来的严重腐蚀。一线维护人员对航空器维护要点的总结反馈，能形成对维修方案的有效循环优化。

3.3 优化维护手段

航空制造技术在不断发展，对应的维护及修理技术也在进步。新理念、新设备的引入能在保障维护质量的前提下，节省人力及时间成本，同时提供更为准确的缺陷分析、故障定位。从而消除老龄化航空器可能存在的诸多隐患。以航空器导线的检查和排故为例，通航领域仍沿用几十年来的目视检查法。不可否认，这种方法在许多工作中有其重要性和有效性，但局限性也显而易见。早在多年前，就已介绍了导线检查的时域反射测量法（TDR）、驻波反射测量法（SWR）、频域发射测量法（FDR），并且有相关设备研发的记载。受限于信息不畅、维修成本或管理理念的原因，新技术在通航领域的推广明显迟滞于运输航空，这是通航领域需改进与完善之处。

3.4 加强老龄化航空器维修保障管理

首先，提高老龄化航空器的维修质量。要求维修人员在日常维修管理工作中，及时开展防腐、意外损伤等维修工作。另外，还应加强定期检查，对每个部件进行认真检查。从长期实践来看，老龄化航空器的性能下降主要是航空器的维修不够彻底，留下很多安全隐患。其次，应重视提高维修人员的专业素质。只有专业的维修人员才能保证老龄化航空器的维修质量。比如从航空器机身系统工作原理、航空器维修基本技能培训、发动机系统技能培训、机身结构维修基本技能培训等方面培训，加强航空器的故障隐患检查。最后，应合理控制老龄化航空器的使用率。老龄化航空器的性能在长期使用后会有所下降，为降低航空器故障发生率、降低维修成本，维修人员应根据实际情况合理制定老龄化航空器飞行次数。如适当减少航空器飞行时间，并延长老龄化航空器的使用间隔时间。