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飞机结构使用寿命评定技术研究

2021-11-18王椿铭李自辉冯乐

装备维修技术 2021年34期
关键词:使用寿命技术研究

王椿铭 李自辉 冯乐

摘  要:随着我国航空科学技术的发展,结合我国飞机寿命的具体现状,从特殊的角度下阐述了不同条件对飞机结构使用寿命的影响。飞机结构使用寿命的评定技术具有一定的特殊性,可以不断通过实验和相关环境条件下进行科学的建立,简单分析目前我国当前的飞机结构使用寿命的评定体系,飞机结构使用寿命也就能更好地去完成评价。

关键词:飞机结构;使用寿命;技术研究

飞机机身上的每一个结构都是飞机在飞行过程中不可缺少的飞行载体,没有完整良好的飞机结构就无法完成各种飞行任务。飞机虽然是大型的飞行工具,但是飞机上的各种设备,是可以在飞机使用的年限内进行更换,飞机整体各个部分的结构的寿命完全能决定一架飞机具体的使用寿命。如果一架飞机无维修必要,或者维修成本过高,就要及时按照程序对飞机进行评估做退役处理,对于飞机的使用寿命也是能有巨大的改进和提升作用。

1.飞机结构使用寿命指标

1.1疲劳寿命与日历寿命

飞行的小时数、飞行能够起落的次数和飞行的年限構成了飞机结构使用寿命的具体三个指标,具体的结构的指标以这三个指标谁先到达极限来判断。在这三个指标中,飞行的小时数和飞机总起落数属于疲劳寿命的定义范围内,而飞机总的飞行年限属于日历寿命定义的范畴。疲劳寿命在最初的确定中已经形成了一套完成科学的分析方法。

日历寿命则考虑的范围是飞机在地面停放的具体环境,飞机空中飞行的环境和荷载的互相作用,涉及到力学、电化学等其他很多学科的融入,评定方法的难度是无法估量的,这就对我国飞机生产的技术提出了更高的要求。

1.2飞机使用寿命目前管理现状

关于我国飞机的使用寿命的强度,首先提到我国的军用飞机,这些飞机飞行强度普遍比较低,在一年内仅有1%到3%,有些军用飞机甚至更低,军用飞机应对紧急情况是可以用在抗震救灾的用途上,但军用飞机一般是仅用在军事演习和大的演习上,基本都是处于地面停放的状态。[1]我国当前的飞机使用寿命的管理方式同时考虑飞机的疲劳寿命和日历寿命,但是这两个指标是完全独立,没有办法建立有效的联系,飞机的疲劳寿命与日历寿命是呈反比例状态,如果按照日历寿命来管理飞机进行退役,则会在飞机没有充分使用的情况下,造成严重的浪费。所以,一般飞机进行有效管理使用寿命的方式就是延寿,这是让飞机发挥最大功能的有效方法,也是决定飞机结构使用寿命的重要条件。

2.飞机结构使用寿命的评定与监控控制

2.1腐蚀条件下对飞机疲劳寿命的影响

飞机在飞行过程中长期暴露在各种环境当中,受到各种条件比如紫外线、湿热等条件的影响会对飞机结构必然会造成一定的侵蚀。尤其我国地域辽阔,飞机在完整的飞行寿命中,受到各种环境条件的影响。[2]例如某个飞机关键部位长期处在腐蚀的环境过程中,随着飞机使用年限的不断增加,在不同环境下造成的腐蚀作用也影响了飞机的寿命,在一定程度上肯定降低了疲劳寿命,我国现有疲劳寿命的确定方式,一般都是通过实验室中在无腐蚀的条件下得出的结论,也肯定忽略了飞机在长期飞行过程中必然会受到飞行环境中受到各种极端条件的影响。飞机在具体飞行的过程中,只要周边的飞行条件能有好的条件,飞机飞行周围遇到的气候等其他条件就会对飞机的作用影响较小,如果一架飞机长期停留在地面,那么腐蚀环境会对飞机的影响作用比较大。飞机在具体的使用寿命飞行周期下,不同的环境因素对飞机寿命的影响都是持续性的,飞机长年不飞行结构也会老化。

2.2飞机使用寿命评定技术

对飞机进行使用寿命的评定技术是一个综合性的任务,对飞机每天起落要采集上完个不同的数据,如果这些数据要靠人工进行记录判定是完全不可能也是不可取,这就需要一定科学的设备程序处理。再有就是飞机在研制过程中也会把检测仪器安装的位置与空间留出来,供后来的仪器使用。在具体的操作过程中最好把加速度传感器放在飞机中心周围,机载记录设备安排在地勤人员更容易接近的地方。飞机使用开始之时就要立即开展单机跟踪检测,把监测的数据进行及时的回传和传递,然后把这些数据情报传送到数据中心,再进行计算处理用地面的处理系统,给出对应飞机的荷载里程,具体计算出每个飞机的寿命损耗,通过数据的分析也可以了解到每个飞机的平均使用情况,这样部队就能知道每架飞机具体还剩的使用寿命是多少,按照数据内容进行有效调整,让部队更经济有效使用每一架军用飞机,响应国家的号召更好地节约使用。

2.3飞机使用寿命要更好地完成监控以及控制

一般而言,对于飞机的使用寿命可以说是不可控制的,飞机要经历上千甚至上万次的起落飞行,直到飞机使用到寿命年限完成退役。这就是一般飞机的使用寿命的过程。但从飞机的腐蚀对飞机的使用寿命的影响可以发现,飞机结构的使用寿命与飞行环境和飞机在飞行过程中的荷载有所关联,通过科学的控制与调控,实现特定飞机对飞行飞机寿命的跟踪监控,要达到飞机寿命能被我们主动控制不是被动地去进行消耗,飞机使用寿命的跟踪一般就是在不影响飞机正常使用的条件下,在飞机上安装监控的仪器,去通过完整的数据记录系统进行一定的计算,完成飞机结构的使用关键部位的寿命消耗情况,做好精准的计算,最大限度减少飞行事故的发生。到目前航空业的主要两种飞行寿命的监控手段是飞行参数监控和直接应变监控。

结语:飞行部队中要广泛实现跟踪监控飞机寿命的技术哟一定的困难,因为在这个过程中受到当前客观和经济条件的限制。但随着我国科学技术水平的不断提高,对单机飞行的疲劳寿命的监控跟踪有了新的进步,很多飞行部队都已经推广单机疲劳寿命的跟踪监控,对部队和我国经济的发展有着重要的作用,对于使用寿命更是要建立严格的评价体系。不断进行飞机新型防腐技术的研究,在这个同时也要加强对飞机检测技术的研究,对部队未来的潜力发挥具有重要的战略意义。

参考文献:

[1]闫楚良."我国飞机结构寿命可靠性评定理论与试验方法及创新." 中国发明与专利 015.009(2018):6-11.

[2]尚德广等."飞机结构单机疲劳寿命监控技术研究综述." 北京工业大学学报 6(2020).

[3]杨翔宁等."系列化飞机结构疲劳寿命校准分析方法." 飞机设计 v.39;No.193.05(2019):16-20.

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