王浩偉 中國(guó)特種飛行器研究所副總工程師、結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任
飛機(jī)的腐蝕防護(hù)與控制是一個(gè)系統(tǒng)工程,貫穿于飛機(jī)方案論證 / 設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、使用維護(hù)的全壽命周期。結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)是在腐蝕科學(xué)理論基礎(chǔ)上,融合了腐蝕經(jīng)濟(jì)學(xué)、表面工程學(xué)、管理學(xué)、環(huán)境工程學(xué)等學(xué)科的一門新興學(xué)科,包括成套的腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)、試驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)、設(shè)計(jì)原則及其相關(guān)工藝、方法和標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)屬于航空裝備的重要技術(shù)領(lǐng)域,是未來(lái)航空科技和武器裝備研制、發(fā)展所必不可少的技術(shù)之一。為了深入探討腐蝕與防護(hù)技術(shù)的前沿科學(xué),為推動(dòng)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)跨越式發(fā)展指明了方向。記者特采訪到了中國(guó)特種飛行器研究所副總工程師、結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任王浩偉做相關(guān)方面的精彩解讀。
記者:中國(guó)特種飛行器研究所腐蝕防護(hù)與控制研究中心是航空裝備腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究的專業(yè)機(jī)構(gòu),請(qǐng)介紹貴所腐蝕防護(hù)與控制研究中心在航空領(lǐng)域的戰(zhàn)略定位、使命及發(fā)展歷程。
王浩偉:70 年代初期,中國(guó)特種飛行器研究所基于青六水上飛機(jī)面臨的嚴(yán)重腐蝕環(huán)境,建立了“腐蝕防護(hù)與控制”特色專業(yè),在國(guó)內(nèi)率先開展了飛機(jī)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究。遵循“認(rèn)識(shí)→機(jī)理性研究→研究性試驗(yàn)→驗(yàn)證性試驗(yàn)→工程轉(zhuǎn)化與應(yīng)用”的基本模式,歷經(jīng)數(shù)十年的研究與發(fā)展,在腐蝕防護(hù)與控制標(biāo)準(zhǔn)體系、結(jié)構(gòu)抗/防腐蝕設(shè)計(jì)與分析、先進(jìn)表面工程技術(shù)應(yīng)用、腐蝕損傷預(yù)測(cè)與評(píng)估、腐蝕監(jiān)控、防腐蝕維護(hù)和修理技術(shù)等方面做了系列化的研究工作,在腐蝕防護(hù)與控制領(lǐng)域形成了較強(qiáng)的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。
基于成果和經(jīng)驗(yàn)的積累,中國(guó)特種飛行器研究所于 2007 年向國(guó)防科工局正式提交了腐蝕防護(hù)與控制基礎(chǔ)研發(fā)條件建設(shè)項(xiàng)目的申請(qǐng),并于 2008 年正式批復(fù)(2009 年 1 月,六O五所正式成立“腐蝕防護(hù)與控制研究中心”)。該中心是致力于開展航空裝備腐蝕防護(hù)與控制研究的專業(yè)機(jī)構(gòu),其發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)航空裝備全壽命期內(nèi)的腐蝕防護(hù)與控制,成為航空裝備腐蝕防護(hù)與控制系統(tǒng)工程解決方案供應(yīng)商,形成航空裝備腐蝕防護(hù)與控制系統(tǒng)工程技術(shù)、航空裝備腐蝕防護(hù)與控制設(shè)計(jì)/分析/驗(yàn)證技術(shù)、航空裝備腐蝕防護(hù)與控制使用維修技術(shù)三大核心競(jìng)爭(zhēng)。從事了大量的腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究,特別是在水面飛行器與水面航行體抗腐蝕綜合性能設(shè)計(jì)與分析技術(shù)、腐蝕損傷評(píng)估分析技術(shù)、腐蝕損傷維護(hù)與修理技術(shù)等多個(gè)方面取得了突出的成績(jī)。承擔(dān)和完成了海鷗 300 輕型水陸兩棲飛機(jī)、蛟龍 600 大型滅火 / 水上救援水陸兩棲飛機(jī)以及多款軍用型號(hào)的試驗(yàn)任務(wù)和航空裝備腐蝕防護(hù)與控制相關(guān)探索與預(yù)研任務(wù),在型號(hào)研制和關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研中發(fā)揮了重要的作用。
腐蝕防護(hù)與控制研究中心擁有航空工業(yè)集團(tuán)唯一的結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,并通過(guò)了中國(guó)合格評(píng)審國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)(CNAS)和國(guó)防科技工業(yè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)(DILAC)認(rèn)可,可模擬再現(xiàn)裝備使用中所處腐蝕環(huán)境,具備開展多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(GJB150、GJB4239、MIL-STD-810F 等 ) 以 及 非標(biāo)環(huán)境試驗(yàn)的能力,實(shí)現(xiàn)裝備材料、結(jié)構(gòu)、部件及系統(tǒng)等的環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估及驗(yàn)證;擁有 6×6×5m 大型步入式環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng),具備對(duì)外承接鹽霧、濕熱、光老化等各種環(huán)境試驗(yàn)的能力和資質(zhì)。
記者:貴所擁有航空工業(yè)集團(tuán)唯一的結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹該重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的基本情況及在航空裝備型號(hào)研制過(guò)程中發(fā)揮的重要作用。
王浩偉:結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要面向國(guó)防科技與航空科技發(fā)展和未來(lái)武器裝備研制需求,開展全壽命期內(nèi)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)及機(jī)載設(shè)備腐蝕防護(hù)與控制基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究與型號(hào)研制中的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān);構(gòu)筑航空腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)共性基礎(chǔ)理論研究平臺(tái)和應(yīng)用技術(shù)平臺(tái),探索腐蝕與防護(hù)技術(shù)前沿科學(xué),推動(dòng)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)跨越式發(fā)展;成為腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)的基地和學(xué)術(shù)交流的平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室著重研究抗腐蝕設(shè)計(jì)與分析技術(shù)、腐蝕損傷分析與評(píng)定技術(shù)、腐蝕損傷維護(hù)與修理技術(shù)三個(gè)主要研究方向。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已有一支由材料學(xué)、腐蝕防護(hù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、高分子材料、工程力學(xué)、電子電氣、軟件等多學(xué)科專業(yè)組成的人才隊(duì)伍。現(xiàn)在固定人員 44 人,其中研究員 4 人、高級(jí)職稱 27 人、中級(jí)職稱 16 人、初級(jí)職稱 1 人,碩博人員學(xué)歷占比例為 72%。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建成后,緊緊圍繞國(guó)家航空核心發(fā)展領(lǐng)域和重點(diǎn)型號(hào)研制需求為出發(fā)點(diǎn),打造了一支國(guó)家級(jí)的高水平的腐蝕防護(hù)與控制科研團(tuán)隊(duì),引領(lǐng)國(guó)內(nèi)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù),培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)科帶頭人、建立結(jié)構(gòu)合理的學(xué)術(shù)梯隊(duì)、形成標(biāo)志性的研究成果、打造學(xué)習(xí)型團(tuán)隊(duì)。
實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展目標(biāo)為探索未來(lái)航空用新型結(jié)構(gòu)腐蝕與防護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用的新原理、新概念、新方法,推動(dòng)航空腐蝕防護(hù)與控制探索性、創(chuàng)新性的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研究,提供航空用腐蝕與防護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用創(chuàng)新的技術(shù)源泉,為航空廠所提供先進(jìn)的腐蝕防護(hù)與控制技術(shù);推動(dòng)和引領(lǐng)先進(jìn)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)的發(fā)展,為航空企業(yè)提供技術(shù)支持,實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空用腐蝕與防護(hù)技術(shù)跨越式發(fā)展,成為國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名的航空腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地。
實(shí)驗(yàn)室秉承“開放、共享、互贏”的開放運(yùn)行模式,以“提升理論研究水平、解決工程實(shí)際問(wèn)題、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”為指導(dǎo)思想,與國(guó)內(nèi)航空、船舶、中電等主機(jī)廠 / 所以及科研院校進(jìn)行了大量的技術(shù)交流與合作,開展了以型號(hào)背景為主導(dǎo)的基礎(chǔ)理論研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)相結(jié)合的、有目標(biāo)的探索和預(yù)研工作,以及和成果應(yīng)用研究相結(jié)合型號(hào)腐蝕防護(hù)與控制設(shè)計(jì)、分析與試驗(yàn)工作,目前全面參與了多款海軍在研在役型號(hào)的腐蝕防護(hù)與控制設(shè)計(jì)工作,在我國(guó)航空裝備型號(hào)研制和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)中發(fā)揮了極其重要的作用;同時(shí)與歐美國(guó)家、俄羅斯、德國(guó)、荷蘭等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家從事腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究和應(yīng)用的著名公司、研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)等進(jìn)行了多種形式的交流與合作,對(duì)掌握腐蝕與防護(hù)新技術(shù)及國(guó)內(nèi)外腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)、提高結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)水平起到了積極的作用。
記者:請(qǐng)結(jié)合當(dāng)前我國(guó)航空裝備的發(fā)展需求,談?wù)労娇昭b備腐蝕嚴(yán)峻性及航空裝備腐蝕防護(hù)與控制發(fā)展的必要性。
王浩偉:航空裝備在惡劣的使用環(huán)境下,由于受到化學(xué)、熱和氣候環(huán)境要素與力學(xué)因素多種因素耦合作用下,極易發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。一方面,腐蝕可削弱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,破壞飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性,影響飛機(jī)的正常使用,甚至危及飛行安全;另一方面,每年不得不投入大量的經(jīng)費(fèi)和人力進(jìn)行腐蝕維護(hù),造成巨大的浪費(fèi)。據(jù)美國(guó)海軍的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):從1994 年到 2004 年的十年中,每年約 1億平均維修工時(shí)用于解決腐蝕問(wèn)題及腐蝕檢查工作,平均 7.6 維修小時(shí) / 飛行小時(shí),占整個(gè)檢查維修時(shí)間的 36%;由于腐蝕損傷,海軍裝備每年直接損失達(dá)10 億美元左右;因腐蝕而引發(fā)的安全事故 224 件,涉及飛機(jī) 227 架,如 F-18飛機(jī)由于腐蝕造成起落架失效斷裂等。美國(guó)海軍曾明確提出,結(jié)構(gòu)及設(shè)備等嚴(yán)重、廣布的腐蝕損傷已成為當(dāng)前航空裝備頭等重要的安全問(wèn)題。
從國(guó)內(nèi)來(lái)看,XX 航直升機(jī)的出現(xiàn)了嚴(yán)重的表面防護(hù)材料失效及機(jī)體材料腐蝕問(wèn)題,使得部分直升機(jī)的服役壽命不及陸上飛機(jī)使用時(shí)的 20%。XX 飛機(jī)在青島服役,由于在海上起降,且長(zhǎng)期停放于青島海邊,環(huán)境惡劣,飛機(jī)的結(jié)構(gòu)腐蝕情況相當(dāng)嚴(yán)重,機(jī)身船體水線以下部分,機(jī)、尾翼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重。鉚釘、螺釘孔周圍易于遭受腐蝕,有縫隙的部位都易產(chǎn)生縫隙腐蝕。腐蝕嚴(yán)重區(qū)域包括機(jī)翼梁緣條、蒙皮;機(jī)身船體蒙皮、長(zhǎng)桁、龍骨梁;尾翼梁緣條、蒙皮等。通過(guò)對(duì)大修后服役 5 年的水上飛機(jī)預(yù)先確定的飛機(jī)結(jié)構(gòu) 183 個(gè)重點(diǎn)部位的普查發(fā)現(xiàn),發(fā)生腐蝕的部位有 77 處,其它損傷 20 處。其中嚴(yán)重腐蝕部位 39 處,一般腐蝕部位 38 處,該飛機(jī)每隔 5 年結(jié)構(gòu)就要進(jìn)行全機(jī)腐蝕修理。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外飛機(jī),特別是海洋環(huán)境下使用的飛機(jī)的服役情況分析可見,腐蝕是影響飛機(jī)使用安全和壽命的關(guān)鍵因素,如腐蝕防護(hù)控制不當(dāng),將嚴(yán)重影響飛機(jī)的出勤率及服役壽命,增加維護(hù)成本。因此,腐蝕問(wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)海洋環(huán)境下使用飛機(jī)研制及使用的重大問(wèn)題之一。
記者:貴所腐蝕防護(hù)與控制研究中心開展了 30 多年的腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究,請(qǐng)介紹下貴所多年來(lái)的技術(shù)研究、技術(shù)儲(chǔ)備以及技術(shù)成果轉(zhuǎn)化運(yùn)用情況。
王浩偉:“八五”期間,中國(guó)特種飛行器研究所針對(duì)水上、水面飛行器生存環(huán)境的特殊性,在國(guó)內(nèi)率先開展了腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究,跟蹤研究、解決水上飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重腐蝕問(wèn)題。歷經(jīng)“九五”、“十五”、“十一五”和“十二五”,特別是 2009 年腐蝕防護(hù)與控制研究中心成立后,長(zhǎng)期致力于軍用、民用飛行器結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)與控制及其對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、壽命影響的綜合技術(shù)研究,主持或參加了腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)大、中型預(yù)研項(xiàng)目,研究?jī)?nèi)容涵蓋了腐蝕損傷的微觀特性、腐蝕機(jī)理、腐蝕類型、腐蝕環(huán)境下的結(jié)構(gòu)耐久性、腐蝕損傷容限(額定值)、腐蝕損傷剩余強(qiáng)度 / 壽命、腐蝕損傷動(dòng)力學(xué)規(guī)律、腐蝕損傷失效模式 / 判據(jù)、腐蝕損傷監(jiān)控與維修安全性以及材料 / 典型件 / 結(jié)構(gòu)件環(huán)境損傷試驗(yàn)方法等,實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕 / 環(huán)境損傷被動(dòng)控制技術(shù)向主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展;在水面飛行器等航空裝備結(jié)構(gòu)抗腐蝕綜合性能設(shè)計(jì)與分析技術(shù)、腐蝕損傷評(píng)估分析技術(shù)、腐蝕損傷維護(hù)與修理技術(shù)等多個(gè)方面取得了突出的成績(jī)。
中國(guó)特種飛行器研究所腐蝕防護(hù)與控制研究中心瞄準(zhǔn)國(guó)外腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)開展的相關(guān)研究,重點(diǎn)開展了腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)體系的建立、防腐蝕技術(shù)的研究與提升、成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用等,解決了型號(hào)研制中的腐蝕防護(hù)急需技術(shù),縮小了國(guó)內(nèi)外在腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)方面的差距,形成了一批有型號(hào)應(yīng)用前景的關(guān)鍵技術(shù)成果。通過(guò)多年的研究取得顯著成果 30 余項(xiàng),關(guān)鍵技術(shù)突破20 余項(xiàng),成果應(yīng)用 13 余項(xiàng),在 10 個(gè)以上型號(hào)進(jìn)行了應(yīng)用。例如:通過(guò)研究形成的標(biāo)準(zhǔn)體系和指南,在 XX 直升機(jī)等多個(gè)重大型號(hào)的設(shè)計(jì)中提供了指導(dǎo),推動(dòng)了腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)在型號(hào)上的實(shí)施;開展了先進(jìn)的表面處理技術(shù)和防護(hù)材料研究并實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用;成功研制出緩釋劑、清洗劑等防腐蝕維護(hù)產(chǎn)品,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,并已在海軍直升機(jī)和固定翼飛機(jī)試用,取得了明顯的防腐蝕效果;近五年在結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)領(lǐng)域獲得集團(tuán)及以上科技成果 9 項(xiàng),其中國(guó)防科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1 項(xiàng),集團(tuán)級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng),二等獎(jiǎng) 3 項(xiàng),三等獎(jiǎng) 3 項(xiàng),出版論著 3 部,頒布海軍標(biāo) 2 部,報(bào)批標(biāo)準(zhǔn) 5 部。
記者:根據(jù)未來(lái)海洋環(huán)境下使用武器裝備研制的技術(shù)發(fā)展需求,貴所如何利用腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的技術(shù)、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)發(fā)揮武器裝備型號(hào)在研制及使用維護(hù)維修中的作用。
王浩偉:基于海洋大國(guó)的戰(zhàn)略定位,我國(guó)航空裝備出海 / 遠(yuǎn)洋執(zhí)行任務(wù)次數(shù)不斷增多。我國(guó)海洋環(huán)境下使用的飛機(jī)的研制及發(fā)展已經(jīng)逐漸趨于體系化和系列化,目前在研及即將開展研制的多款海軍型號(hào)飛機(jī)也已開始立項(xiàng)論證。這些裝備面臨嚴(yán)酷的濕熱海洋環(huán)境和大過(guò)載、高應(yīng)力環(huán)境的交互 / 協(xié)同作用,對(duì)裝備的腐蝕防護(hù)與控制性能提出了更高的要求。
中國(guó)特種飛行器研究所通過(guò)多年的預(yù)先研究,在腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)研究領(lǐng)域有著雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備,具有型號(hào)研制過(guò)程中腐蝕防護(hù)與控制及外場(chǎng)維護(hù)與維修等工作經(jīng)驗(yàn),將繼續(xù)開展基于新形勢(shì)下的新技術(shù)、新材料、新工藝研究,提升技術(shù)儲(chǔ)備能力和工程化技術(shù)水平,建立健全的型號(hào)研制腐蝕防護(hù)與控制研究保障體系。同時(shí),將結(jié)合部隊(duì)型號(hào)維護(hù)與維修工作,擴(kuò)大新產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化力度,全面提升腐蝕防護(hù)與控制管理體系構(gòu)建能力、技術(shù)水平、設(shè)計(jì)水平、試驗(yàn)驗(yàn)證水平及維護(hù)維修保障能力,滿足型號(hào)全壽命期腐蝕防護(hù)與控制需求。
因此,為支撐我國(guó)航空裝備使用環(huán)境下結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)與控制,提高航空裝備使用環(huán)境下的飛行安全性和出勤率,降低維修成本,中國(guó)特種飛行器研究所腐蝕防護(hù)與控制研究中心與航空工業(yè)有關(guān)設(shè)計(jì)、研究、制造和使用單位緊密合作,促進(jìn)我國(guó)航空結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)理論、應(yīng)用基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)方面的發(fā)展,解決結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制中的重大技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)題、揭示結(jié)構(gòu)在使用環(huán)境下的腐蝕基理、掌握結(jié)構(gòu)腐蝕產(chǎn)生和損傷擴(kuò)展規(guī)律、提供結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ),構(gòu)建新機(jī)研制及腐蝕防護(hù)與控制關(guān)鍵技術(shù)研究所急需的基礎(chǔ)保障條件。
記者:結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)在航空裝備應(yīng)用方面未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)如何?
王浩偉:結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制技術(shù)中服務(wù)于航空裝備發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)很多,我們列舉一些有代表性的技術(shù)來(lái)說(shuō)明。首先是先進(jìn)防護(hù)涂料技術(shù),如:納米顆粒改性的無(wú)鉻預(yù)處理和底漆、高耐紫外防腐涂層、防污 / 自潔涂層、超疏水 / 疏油涂層、耐雨蝕彈性納米涂層等。Akzo Nobel 公司采用基于鎂的納米顆粒代替鉻酸鹽,有效地防止了高強(qiáng)度鋁合金的腐蝕,其無(wú)鉻環(huán)氧底漆:37063、37076、CF37112、CF37124;無(wú) 鉻 聚 氨 酯 底 漆:Aerodur CF Primer37047、Aerodur CF Barrier Primer 37045已在空客和波音飛機(jī)型號(hào)上廣泛使用。而 Deft 公司無(wú)鉻體系-預(yù)處理劑和底漆 09GY007(零 VOC)正在美國(guó)空軍F-15 和挪威空軍 F-16 戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。針對(duì)紫外光輻射導(dǎo)致的表面漆層破壞和樹脂降解的問(wèn)題,國(guó)外已研制出特種聚氨酯涂料,該涂料試用 10 年后,光澤仍能保持 80% 以上;空客飛機(jī)試飛 10 個(gè)月后,漆膜光澤毫無(wú)變化。美國(guó)、俄羅斯發(fā)展了含氟彈性防雨蝕涂料,此涂料在 200 ~ 260℃下具有長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性;同時(shí)美國(guó)研發(fā)成功 AeroKret 納米彈性涂層,上述兩種涂層有效解決了200 ~ 260℃下高氣動(dòng)熱的防護(hù)和亞音速飛機(jī)玻璃鋼部件的雨蝕問(wèn)題。未來(lái)航空涂料將向:底漆無(wú)鉻、無(wú)鉛化;底面漆體系高性能化,如高柔韌型、耐高溫型、多功能復(fù)合型等;體系薄膜化和輕質(zhì)化;涂料環(huán)境友好化,如高固體分、無(wú)溶劑、水性和紫外光(UV)固化方向發(fā)展。
其次是先進(jìn)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù),國(guó)外基于電化學(xué)的腐蝕損傷監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較大的技術(shù)突破,新型腐蝕損傷傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì) pH 值、離子濃度、失重率、濕度、溫度和載荷的監(jiān)控,已經(jīng)在軍、民用飛機(jī)上實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。如美國(guó)海岸警備隊(duì)在 HC-130、HH-60、HU25 飛機(jī)上安裝了幾十個(gè)薄片式腐蝕傳感器,以監(jiān)控結(jié)構(gòu)的腐蝕速率及評(píng)定使用維護(hù)措施的有效性;美國(guó)海軍將腐蝕監(jiān)測(cè)傳感器應(yīng)用于 C-130、F-16、H-60 等飛機(jī)上,采集了 3-5 年的腐蝕環(huán)境或腐蝕速率數(shù)據(jù),通過(guò)傳感器對(duì)清洗周期、緩蝕劑和防護(hù)體系的性能進(jìn)行了在線評(píng)價(jià)。
最后談一下結(jié)構(gòu)腐蝕仿真模擬與預(yù)測(cè)技術(shù),國(guó)外長(zhǎng)期開展結(jié)構(gòu)腐蝕技術(shù)研究,基礎(chǔ)理論堅(jiān)實(shí),逐步達(dá)到了對(duì)結(jié)構(gòu)腐蝕仿真模擬分析與預(yù)測(cè)。早期的腐蝕損傷預(yù)測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)統(tǒng)計(jì)腐蝕數(shù)據(jù)規(guī)律來(lái)建立數(shù)學(xué)模型,利用數(shù)學(xué)模型推測(cè)腐蝕的發(fā)展和影響。此類方法由于僅從數(shù)學(xué)的角度建立了腐蝕時(shí)間和結(jié)果之間的關(guān)系,無(wú)法考察腐蝕各因素對(duì)結(jié)構(gòu)的影響,不便于更深入的研究腐蝕。近年來(lái)從介觀的角度進(jìn)行的數(shù)值模擬方法已逐步應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域,尤其是腐蝕科學(xué)領(lǐng)域。美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)利用元胞自動(dòng)機(jī)技術(shù)建立的鋁合金的 2D/3D 腐蝕擴(kuò)展模型,首次實(shí)現(xiàn)了腐蝕損傷的三維仿真模擬。美國(guó)海軍司令部為降低試驗(yàn)費(fèi)用和周期,委托 GCAS 公司開發(fā)了全尺寸腐蝕模擬仿真專家系統(tǒng)和建模工具,稱為加速腐蝕專家模擬系統(tǒng)(ACES),目前的 ACES 已經(jīng)具備了均勻腐蝕、電化學(xué)腐蝕和縫隙腐蝕的分析能力,并且采用了飛機(jī)的 3D 模型。未來(lái)的腐蝕預(yù)測(cè)及仿真技術(shù)將會(huì)考慮更多的腐蝕因素,研究腐蝕及載荷損傷交互作用,同時(shí)具備多種腐蝕類型的分析模型,形成完整的腐蝕預(yù)測(cè)及仿真模擬方法,評(píng)定結(jié)構(gòu)承受周期載荷和環(huán)境作用后發(fā)生腐蝕的概率及腐蝕的危險(xiǎn)程度。
后記:
采用合理的腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和有效的腐蝕控制措施對(duì)保證飛機(jī)在使用壽命期內(nèi)的飛行安全尤為重要。中國(guó)特種飛行器研究所結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)抗腐蝕設(shè)計(jì)與分析、腐蝕損傷分析與評(píng)定、腐蝕損傷維護(hù)與修理等三個(gè)我國(guó)航空工業(yè)急需的重要支撐技術(shù)進(jìn)行全面深入的研究,引領(lǐng)本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的需求,為我國(guó)特種飛行器產(chǎn)業(yè)的飛躍發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)!我們衷心祝愿其百尺竿頭更進(jìn)一步!
● 人物簡(jiǎn)介
王浩偉,男,1966 年 11 月生,現(xiàn)任航空工業(yè)特種飛行器研究所研究員、副總師,結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)與控制航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任,1990 年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)工程力學(xué)專業(yè),主要從事飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)和腐蝕防護(hù)與控制研究工作。現(xiàn)兼任腐蝕防護(hù)與控制研究中心主任,海軍預(yù)研專家組專用航空裝備組專家,中航工業(yè)航材中心表面工程分委會(huì)第五屆委員會(huì)委員,中航工業(yè)特級(jí)技術(shù)專家,湖北省復(fù)合材料學(xué)會(huì)第六理事會(huì)常務(wù)理事。從“十五”至今,主持或參與海軍預(yù)研、空軍預(yù)研、國(guó)防基礎(chǔ)科研、民機(jī)科研、集團(tuán)創(chuàng)新基金和型號(hào)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目 40 余項(xiàng),包括多款軍用飛機(jī)、水上飛機(jī)、地效飛機(jī)、地效翼船等型號(hào)總體方案論證工作。曾獲集團(tuán)公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 5 項(xiàng)、三等級(jí) 7 項(xiàng);陜西省國(guó)防科學(xué)技術(shù)委員會(huì)一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng);中國(guó)航空學(xué)會(huì)二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng);集團(tuán)公司預(yù)先研究個(gè)人二等功 1 次;2010 年獲湖北省勞模;2011 年獲省專項(xiàng)津貼;2014 年獲集團(tuán)公司“科技之星”榮譽(yù)稱號(hào)。先后在《航空學(xué)報(bào)》、《腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)》、《裝備環(huán)境工程》、《力學(xué)與實(shí)踐》等刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文 20 篇,參與編著腐蝕類專著 5 部。
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標(biāo)簽: 王浩偉, 中國(guó)特種飛行器研究所, 航空裝備, 防護(hù)腐蝕

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