漆如女人妆一层不能少

2017-04-18王子

航空知识 2016年5期

王子

为飞机喷漆似女人化妆，隔离、打底、上妆、定妆，一层都不能少。图为空中客车为即将交付芬兰航空的A350XWB喷涂标识，白色的底漆被包裹起来。所有工作人员穿着白色工作服，佩戴呼吸面罩。

2016年3月2日，空客天津A330宽体客机完成和交付中心在位于滨海新区的天津机场东南角正式开工建设，未来，从位于法国图卢兹总装厂下线的绿色“素颜”A330将飞赴这里进行内饰装修、蒙皮喷漆，并最终交付客户。

说到喷漆，从很多地方能看到，刚刚推出总装线的飞机机体通常是绿色或黄绿色，这并非飞机的真正底色，而是机身金属蒙皮第一层防腐“膜”的颜色。众所周知，为减轻重量，飞机蒙皮材料主要为比重小、机械性质优秀的铝合金，这种在20世纪初期由德国人阿尔佛雷德·维尔姆（AlfredWilm）发明的合金成分在一战后期一度被德国列为国家机密。用于航空器上7000系列铝合金主要含有锌、镁等元素，属于超硬铝合金，具有良好的耐磨性与焊接性，但是，它的抗腐蚀性依然较差，尤其是抗酸、碱腐蚀能力，此外，电偶也会加快腐蚀，因此，对于起飞之后承载着数百人生命的飞机来说，金属防腐措施必须从每一块零件的“诞生”做起。

以A330为例，刚下总装线的飞机机体有几大块颜色略有差异，这是因为飞机机头、机身、机尾等部位分别由不同工厂生产，所以会有一定程度的色差。拼接成机体的每一块蒙皮结构刚下生产线时其实都是光亮的银白金属色，因在组装成整机前还需经历储存、转运，为了防止氧化和磨损，空客选择的工序是先对每一块金属蒙皮进行阳极氧化处理，再进行总装、内饰装修、喷涂客户涂装。经过阳极氧化的铝合金表面不再有金属一样的反光，而是呈亚光效果。这也就是空客的“绿飞机”与它的老对手波音刚下总装线飞机的区别了。

见过未喷漆波音飞机的朋友都知道，波音的“绿飞机”表面有明显的金属光泽，这是因为其选择将下线的铝合金蒙皮表面喷涂乙烯基涂料，目的与空客选择的阳极氧化工艺相同，都是为了防止蒙皮腐蚀。同样，由不同工厂生产的大部件，其表面喷涂的涂料厚度也有差别，机头部分、机翼和尾翼前缘因受风霜雨雪或外来物影响概率较大，这里的防护涂层也较厚，颜色较深，其他部分的颜色则相对较浅。

一般来说，一架飞机完成出厂试飞后，才会进入涂装阶段。未来我们将有幸在天津亲眼目睹这道工序。

为了进一步保护飞机蒙皮不受外界自然环境的侵害，以及不受最外层涂料的影响，飞机需要在“绿皮”表面喷涂保护漆，这与女性化妆时在脸上使用隔离霜的效果类似。保护漆的主要成分为高固态铬酸盐，金属离子多为锌、锶，因此呈现黄色或黄绿色，这层防腐保护漆将承担下一次喷漆维修前对机体在各种气候环境下的防腐保护作用。

喷好“隔离霜”之后，就要开始“打底”了。女性化妆时打底主要是为了遮盖面部斑纹，提升整体洁净度与美白度，为下一步的眼影、腮红或彩妆做准备。飞机也一样，虽然上一步的保护层已经统一了底色，但与人相同，黄色的底子并不漂亮，还需要使用白色“面漆”进行打底。

接下来，飞机就可以开始上“彩妆”了，航空公司的标识、腰线以及各种图案，就是在这一步喷涂的，这也是最耗时耗力的一步工序。最后，为了防止“花妆”，还需在最外层喷涂一层亮光保护漆（光漆），以缓解飞机在漫长的运行周期中机体表面磨损或褪色。

与空客喷漆工序稍有不同，波音客机下总装线时所喷涂的绿色乙烯基防腐涂料在正式涂装前需要使用100华氏度（38摄氏度）的水冲洗祛除，露出原本的银白金属色，在喷涂铬酸盐保护漆前还须喷涂一层极薄的弱酸性溶胶，以增加附着力。如果航空公司选择“镜面”涂装，则只需要在银白金属表面喷涂其他类型的透明防腐漆与光漆，这也就是为什么我们所见的“镜面”客机大多只在波音机队出现的原因。

空客继A320之后机型的机体蒙皮在出厂前都进行了阳极氧化处理，那么如果要“换妆”该怎么办呢？

换妆需先卸妆，女性卸妆时，会根据皮肤肤质、所使用的化妆品类型，选用卸妆油、膏、水或泡沫等不同卸妆产品，飞机“卸妆”时，最表层的“彩妆”部分也需要选用合适的溶剂将其溶解祛除，“顽固污渍”还需要使用打磨机进行机械清除。一般的“换妆”工作仅需褪祛面漆，铬酸盐保护漆无需褪去。但如果要进行蒙皮防腐检查，则需要使用碱性溶剂祛除铬酸盐层。此时，对波音客机而言，银白金属色就显露出来了，而经过阳极氧化的空客飞机蒙皮，则还需要进行祛氧化膜处理，才能完全显露出金属色。

由于铬酸盐中的铬元素以氧化态存在，有毒，且被国际癌症研究机构列为第一类致癌物质，因此铬酸盐防腐保护漆的应用逐步被限制，无铬酸盐产品应运而生。PPG工业公司航空材料事业部生产的无铬酸盐装饰底漆及无铬酸盐金属预处理产品和7502环氧树脂底漆逐步成为了波音下一代737飞机的标准底漆涂料。

空客方面，其最新機型A350XWB的外层涂装也使用了一种环保型、无铬酸盐的底漆。另外，借鉴了汽车工业的做法，空客采用了一种新的底涂层/净涂层系统，减少了油漆和溶解剂的使用。这种环保型喷漆工艺的一个好处是可在清洗飞机时减少清洁剂的使用量。在飞机内部，空客将尽可能地使用水基漆，这是目前最环保的油漆。由于空客现有的飞机涂装喷涂流程要求温度必须保持在21～26摄氏度，湿度在45%～70%之间，这需要消耗更多能量抵消外部高温/低温维持喷漆条件，空客为A350XWB重新设计的喷漆厂房采用了一个叫做“焓轮”的转轮式热交换器从喷涂车间回收并重复利用热量，该设计与环保涂料一起，减少了喷漆工作对环境的污染。

随着对飞机结构、效率的要求不断提升，21世纪诞生的多款民用客机都大量采用了复合材料。与金属材料一样，未经防护处理的复合材料也会被侵蚀，对于生命周期中绝大部份时间暴露在阳光下的飞机而言，复合材料极易受到紫外线的侵蚀而老化。环氧树脂底漆虽然具有良好附着力和抗腐蚀性，但是耐候性较差，在紫外线作用下容易粉化变质，因此针对复合材料，还须增加一层聚氨酯树脂，它具有极强的抗化学腐蚀性和耐磨性，既可以保护底漆，也可以当作面漆使用。

与女性琳琅的化妆品一样，飞机所需的涂料絕非底漆、面漆和光漆3种，根据部位和用途的不同，涂料可以分为几大类：飞机蒙皮外表涂料，复合材料防护涂料，雷达罩防护涂料，飞机内部金属零件防护涂料，机载设备三防涂料，发动机用高温涂料，发动机压缩机叶片漆以及其他专用或辅助涂料等。

发动机作为飞机的心脏，其工作时内部温度可达上千度，外部直接受热结构的温度也在300摄氏度以上，因此这些部分需要耐高温涂料保护。用于这部分的涂料成份相对复杂，有机硅耐热涂料可在150～200摄氏度时连续使用，250摄氏度时间断使用，加入二氧化钦、铝粉等耐热填料后可耐550～650摄氏度高温，含陶瓷粉硅酸盐的有机硅涂料可耐780摄氏度高温。这些涂料属于耐热烘干型。

雷达罩的涂料也相对特殊，一方面，为了透波需要，雷达罩多为复合材料，其涂料也需具有良好的透波性，另一方面，作为飞机的鼻尖，受雨雪风沙或异物磨损最为严重，所使用的涂料或涂层需要比其他部位更加抗损耗。因此一些厂商会在雷达罩上加装专用膜，以增加强度。

复合材料的大量使用也带来了另一个问题——静电不易释放。飞机在飞行中机体与气流摩擦产生的静电荷在表面累积，容易造成复合材料烧蚀或因电荷瞬间大量释放干扰电子设备，若与金属结构非正常接触，静电也会加速电偶腐蚀，因此，设计师们的解决办法是往复合材料部件的外表面涂一薄层防静电漆，并在与不同材质结构的接触面上加绝缘层，同时使用特定的导电螺栓或电缆将复合材料上的电荷以设计好的线路传导至金属部件并最终释放。根据不同的位置和试验数据，工程师会设计出电阻率不同的漆，电阻率则通过加入环氧树脂中导电碳粉的量来决定，漆层厚度一般是0.025毫米。