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航空電子設備腐蝕因素研究

發布日期:2018-01-04

  航空電子設備在其生產制造、貯存、使用的全壽命期內都會經受各種環境因素的作用,各種惡劣環境對其性能有嚴重影響,而其性能直接關系到飛機的使用性能、安全性和可靠性。因此,航空電子設備都必須保證環境適應性,都要在一定環境條件下滿足其性能、可靠性、維修性、生存性、電磁兼容性、安全性和保障性等要求。航空電子設備的腐蝕防護與控制是環境適應性設計的主要內容和實施的重要保證措施。

  1.腐蝕因素分析

  以上案例說明,液體的侵入是一個重要的腐蝕因素,可以說是根源性問題。液體的侵入包括外部腐蝕環境引起的鹽霧、濕氣侵入,也包括內部燃油、潤滑油等液體介質的泄漏等。液體侵入的途徑也是必須考慮的重要腐蝕因素,許多設計缺陷直接導致液體的侵入,如口蓋的密封失效、通風口的換氣操作、空調系統的冷熱調節、設備吸潮材料的影響、各位置的積水等。文中將從這幾個方面對航空電子設備腐蝕因素進行分析。

  2.外部腐蝕環境的影響

  嚴酷的腐蝕環境并不只是作用在機體表面或結構部位,同樣,鹽霧和濕氣會進入到機體內部的航空電子設備區,并因其特殊位置,很難檢查出已經導入設備內部的這些液體介質。以下列舉了一些典型的腐蝕環境。航母甲板上的維護作業,口蓋、雷達、艙門和設備區的頻繁打開,海水氣氛直接影響到了航空電子設備的核心部位,且不易排出;飛機或航母排放的二氧化硫在空氣中形成硫酸,滲入設備中,加速了腐蝕。開啟口蓋時使得頂部的凝露、雨水落到口蓋控制桿、控制面板、控制臺上,腐蝕航空電子設備內部異種金屬連接部位,緊固件連接區。維護作業過程中,人為造成的惡劣環境也會對航空電子設備產生影響。附件的操作(焊接、噴涂和溶劑清洗)產生的煙和蒸氣均可能引發腐蝕。工作站的空調系統會持續地提供低溫,在工作站中,如果不控制濕度,濕氣冷卻后將會產生冷凝液。飛機低空掠海飛行時處于高濃度鹽霧環境下,濕氣會滲入飛機中,極易導致電纜、電連接器、天線、雷達、控制開關、焊接線和電搭接處等零件或部位產生腐蝕問題。直升機海上低空懸停時,旋翼揚起的水汽形成酸性鹽霧包裹著機身,大量的鹽霧甚至海水被卷入到發動機進氣口中或機身縫隙中,超過機身自排水能力。直升機在執行海上救援任務時,人員、設備、貨物附著的海水也會進入機艙內,這些腐蝕性極強的海水在飛機內部流動,最后積聚在機身底部,滲入機身底部天線系統或其他電子設備中。還有飛機停放階段的腐蝕環境,以及航空電子設備存儲運輸的腐蝕環境都是必須考慮的問題。

  3.內部腐蝕液體介質的影響

  內部液體介質包括燃油、液壓油、潤滑油、電子設備冷卻液、除冰液、各類內部水污染等。這些油脂類介質大多會對橡膠產生影響,許多操作性液體還會腐蝕操作設備的密封。

  1) 發動機燃油。國內常用的發動機燃油(如3號噴氣燃油)是一種石油蒸餾產物,主要添加了防止結冰、殺菌劑以及用于改良潤滑的劑料,燃油具有較低的溶解力,會使某些橡膠膨脹變軟,以致失效。

  2) 液壓油。該液壓油是一種從合成烴中提取的防火合成液體介質,它的存在會降低涂層的粘附性,這類流體介質的泄露可能會在電連接器的接觸偶間產生絕緣層,影響電器導通。

  3) 潤滑油。合成航空潤滑油(如國產長城一坪生產的4106號潤滑油)是一種既可用在燃氣輪機(噴氣發動機),又可用在傳動裝置上的酯類油。這種全合成的油脂對合成橡膠和天然橡膠都有危害。

  4) 電子設備冷卻液。常用的電子設備冷卻液是一種硅酸鹽酯類液體,用于冷卻高功率電子設備。只有異常穩定的密封劑,如碳氟化合物密封劑、氟橡膠或聚硫橡膠才可以抵抗該冷卻液。在未完全排除濕氣的電子設備上使用該冷卻液會造成水污染,最終會使冷卻液患上“黑死病”,這種黑色泡沫狀產物會降低冷卻液的冷卻效果。

  5) 除冰液。屬于異丙醇(MH/T6001—1995《民用航空飛機除冰/防冰液標準》)通常用于飛機的除冰系統中。這種材料基本上對所有的密封材料和機體結構都是安全的,但會影響到電子專用清漆,這類清漆廣泛地使用在各類電子設備上。異丙醇具有很高的揮發速率,因此在局部冷卻中促進了冷凝水的產生。

  6) 水污染。多種類型的潮氣(水)會進入機體或設備,通過如下途徑:雨水、行李架清潔的殘余液體,行駛中進行沖洗操作濺出的水,以及乘客無意灑出的咖啡、飲料、茶水等;盥洗室內濺出的尿液,尿液可能通過外部管道進入波導、艙底天線或其他設備;在潮濕的海洋環境下,溫度降低造成的水氣凝結,非氣密部件中通常會因為這個現象而產生冷凝水;除濕泵內的干燥劑失效,干燥劑吸收空氣中的濕氣直至飽和,溫度上升時會使干燥劑中的水分散出,導致設備內部濕氣的產生。所有侵入的水分會在低點形成水洼,腐蝕無保護的異種金屬連接,影響電連接器的絕緣。

 

 

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