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探討直升機電子電氣系統腐蝕防控

2018-09-17 18:54:27 作者：陳華原中信海洋直升機股份有限公司來源：本網整理分享至：

一、探討重視直升機電子電氣系統腐蝕的必要性

自20世紀30年代至今，直升機技術經歷了四代發展階段，并將進入第五代的變革期。無論是飛行操控電傳化甚至下一代的光傳化這一關鍵技術的革新，還是伴隨電子信息技術發展，集成化、信息化程度顯著提高，機載電子信息設備所占全機比例高達40%以上的事實，無不充分體現當代直升機的飛行性能、飛行安全和可靠性在很大程度上取決于電子設備的水平、精度和可靠性。

國內直升機用戶運營基地主要分布在沿海地區，海洋大氣腐蝕環境對直升機的腐蝕非常嚴重。機載電子設備中材料、性能及元件在此類工作條件作用下極易發生“變質”或腐蝕，精度和可靠性大大降低。

從作者20余年的直升機維護經歷及行業調研可知，針對飛機機身結構及機械部件的腐蝕防控技術及方案已較為完善，而對直升機電子電氣系統腐蝕預防、控制，無論從飛機制造廠家提供的技術資料還是相關行業院校的教科理論，均難尋系統方法可依，且缺乏行業操作標準參照。所以，在實際的直升機用戶中，對于電子電氣系統腐蝕防、控，普遍存在重視程度各異，處理措施不一的亂象。

下面結合本公司主力機型之一EC225直升機出現過的腐蝕影響案例，進一步闡述對電子電氣系統腐蝕疏于防控所造成的后果。

在本公司2009年于某一海濱城市作業基地，曾經因腐蝕預防不到位，發生發動機電氣插頭受嚴重鹽分腐蝕后（如下圖1）觸發發動機地面慢車工作狀態時，出現“GOV”（控制功能）信息告警，導致飛機故障停場。不但影響了對客戶的正常保障，且造成高額航材成本的消耗。

主要有價值高達人民幣20余萬元的發動機電子部件FADEC（全權限數字電子控制組件）因存在穩定控制余度故障而更換，還有價值人民幣約10萬元的發動機線路因嚴重腐蝕導致插頭損傷超標，而公司缺少廠家對發動機線路修復能力的授權，最終只能對發動機整體線束更換。

圖1

由上述實例可見直升機電子電氣系統腐蝕不容忽視，其造成電子電氣系統的可靠性下降從而牽連飛機性能及安全，運營效益受損同時還增加不可控的航材消耗成本。

可見，有效的電子電氣系統腐蝕防控技術、方案對保障主要運行于高鹽霧海洋環境的本公司直升機可靠性尤為重要，同時也是解決類似運行環境的同行業乃至國家其他直升機用戶共同痛點問題的關鍵。

二、電子電氣系統腐蝕原理、防控措施及可行性分析

基于電子電氣系統腐蝕防控的重要性，作者主要從電子電氣系統腐蝕種類、機理入手，結合實際經驗，研究出針對鹽霧運行環境下直升機電子電氣系統腐蝕防控的有效方法。并通過分析實踐應用數據，探討該方法的可行性及有效性。

腐蝕是金屬因發生化學或電化學作用而引起的破壞。對于運行于沿海的直升機，腐蝕環境主要是海洋大氣和海水鹽霧，本文探討的直升機電子電氣系統腐蝕主要出現在開放或半封閉區域：機身、起落架艙，主減、槳轂、發動機艙、尾梁、尾斜梁。發生腐蝕的部件主要是機身天線、探頭，線路、接頭，傳感器件。

而發生腐蝕的原理則是上述部件金屬部分因鹽分、水汽及油污造成的以化學腐蝕為主的破壞，化學腐蝕機理是金屬和非電解質或氣體相互作用產生的腐蝕。此類腐蝕的預防主要是使用有效防腐材料定期或按需不定期進行表層防護，隔絕化學腐蝕產生的介質。

腐蝕的控制則是根據發生腐蝕的金屬材料特性采取正確方式徹底清除腐蝕產物及材料后，再使用有效防腐材料進行止腐及保護。

另外應對此類腐蝕的長效機制則是建立合理有效的腐蝕防控大綱，其中詳細列明檢查、處理內容、方法及方式，監控生產部門嚴格遵照執行，并結合飛機運行情況及方案執行效果視情修正。

為拋磚引玉以激發廣大同仁、專家對更高效方法的探討，結合上述防控邏輯，作者歸納出以“預防為主，及時控腐”為指導思想的直升機電子電氣系統腐蝕防控方法，篇幅有限本文僅列出其中如下部分（表1），更詳細方案及內容可參考作者組織編制的本公司直升機電子電氣系統腐蝕防控手冊。

飛機部件類型	部附件名稱	防腐產品規格	腐蝕防控邏輯
插頭、插座類	插頭、尾帽、同軸接頭外殼	油污清除劑MIL-T-81533 防腐劑 MIL-C-85054,TYPE I OR II	腐蝕防控邏輯： “預防為主，及時除腐” 腐蝕防控方式：腐蝕預防：總體原則是按腐蝕發生機率確定定期檢查及部件按期防腐處理的間隔，例如：機身、起落架艙、槳轂區域設備檢查、防腐間隔為6個月；減速器區、發動機艙、尾斜梁檢查、防腐間隔1年；其他密閉艙區域2年以上。另外需根據飛行量及運行環境合理修正。具體系統及部件預防間隔參照后續手冊細節按需設定，如機身外部天線及探頭狀況檢查還應列入每日航后檢查單內。腐蝕控制：已發現腐蝕部件按后續手冊控腐方法完成處理后，相應的檢查間隔視情更改，須結合腐蝕嚴重程度及再次發生的機率按狀態監控。
	插頭內部、插頭及尾帽內部螺紋	防腐劑MIL-C-81309,TYPE III,CLASS 2
	插頭、接頭與機身結合部分	防水墊 AV-DEC HI-TAK
線路、插針類	線路外表	防腐劑MIL-C-81309,TYPE III,CLASS 2
	線芯、屏蔽線	防腐劑MIL-C-81309,TYPE II,CLASS 2
	插針、插孔	插針導通增強劑 Stabilant 22 插孔防水盲堵 MS27488
	插頭尾帽線路	密封劑 AV-DECHT3326-5 AV-DEC HT5509-2
機身天線、探頭類	機身天線	結合面防腐溶液Alodine MIL-C-5541 天線密封劑HT3326-5-5天線密封劑 TG8498
機身天線、探頭類	傳感探頭	安裝密封劑 PR1440B-2 探頭表面防腐劑 MIL-C-81309,TYPE III,CLASS 2
電子集成部件	部件外表	結合面防腐溶液Alodine MIL-C-5541防腐劑 MIL-PRF-81309
電子集成部件	集成電路板	插排導通增強劑 Stabilant 22

表1

為檢驗上述方法的有效性，作者自2009年起，以本公司的AS332直升機機隊為方法實施樣本，以飛機大修為時間節點，持續統計分析自上述直升機腐蝕防控方法實施以來，因發生腐蝕而更換或修復的電子電氣部件數量變化，以及對應產生的航材消耗成本變化的情況。

統計分析結果如下圖所示，其中不難發現，該方案的實施對該直升機機隊的電子電氣部件的腐蝕防控起到了顯著的效果，對比8年時間多架直升機的統計數據，可見此類腐蝕發生數量（2009年單架機187次至2017年單架機32次）及相應航材消耗成本（2009年單架機消耗人民幣48.5萬元至2017年單架機消耗人民幣9萬元）大幅降低，充分體現出該方法的實施為公司節省了高額的航材成本、人力成本，以及對飛機運行效率的有效促進，同時也意味著該機隊直升機的安全性、可靠性得到良好的保障。