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【腐蚀防控】美军装备腐蚀问题和应对措施
2020-04-03 12:42:17 作者:普思智库 来源:前沿保障观察

编者按


2012至2016年间,军费不断缩减,美军不得不延长众多老旧装备服役时间,以满足部队任务需求。在这一过程中,腐蚀是老旧装备面临的较为严重的问题。国防部和合同商积极寻求腐蚀检测和防治的新技术新方法,并设立专门机构从事相关研究,取得了一定效果。


一、腐蚀是影响老旧装备可用性的重要因素


腐蚀是老旧装备面临的最重要问题之一。由后勤管理研究所开展的一项研究表明,包括飞机、地面车辆、舰船以及其他综合系统等在内,美军每年在腐蚀方面的花费大约为207亿美元,约占到装备全部维修费用的24%,尽管问题严重,但很难从根本上解决。


以飞机为例,裂纹和腐蚀都是常见的问题,如果能在早期发现并确定问题区域,进行有效处理,将显著降低装备维修费用。而与结构裂纹相比,腐蚀问题更难处理,因为裂纹通常出现在飞机高负载区域,对固定区域的定期或计划性检查工作目前已较为成熟,早期检查比较容易实现;而腐蚀可能出现在任何位置,用现有技术很难检测,尤其是一些维修不可达位置,出现腐蚀问题的几率往往更高,如果经常性采取结构拆解的方式查找装备腐蚀发生位置,不仅要花费大量经费和时间,而且会影响装备的战备完好率。如C-130运输机,使用传统检查方法,仅进入飞机内部检查前拆卸货仓地板的工作,就需要一整天时间。题在空军以往装备维修中很常见,在选择保障实施方时也需要视情加以考虑。


在等待F-35C服役期间,美海军面临的一个重要问题是,要保持F/A-18“大黄蜂”战斗机安全稳定服役,直至被F-35C全部替换。之前,海军已经完成了对F/A-18(A-D)各型“大黄蜂”战斗机的延寿工作,将其寿命从设计的6000飞行小时延长到8600小时。而由于F-35服役期一再拖延,海军不得不考虑对“大黄蜂”战斗机再次延寿。总体方案是,对包括海军和海军陆战队所属的150架F/A-18战斗机在原有延寿基础上进一步将飞行小时延长到10000小时。具体改进包括处理金属疲劳、裂纹和腐蚀等问题,并对武器、网络进行升级。但这些飞机是否具备进一步延寿的条件,需要考察诸多指标,腐蚀状况是分析其延寿可行性的重要指标之一。如果研究结果证明飞机无法满足延寿的可靠性要求,海军将不得不寻求其他解决办法,如购买新型F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机,或者削减部队编制。


二、美军日益重视腐蚀问题


国防部每两年举行一次腐蚀防治问题会议。国防部腐蚀问题2010年度报告称,国防部完成了F-22和F-35两种战斗机的“腐蚀问题评估”。在过去6年里,国防部花费了1.29亿美元,开展了169个腐蚀预防和减缓的项目研究。


陆军航空和导弹司令部(AMCOM)下属腐蚀问题专项办公室,负责研究腐蚀成因、腐蚀维修方案设计,并对士兵进行腐蚀预防训练。办公室的工作重点是“爱国者”防空导弹系统的腐蚀防治问题,因为该系统计划服役时间长达30年。同时,“空军腐蚀预防和控制办公室”以及“海军研究实验室腐蚀科学和工程中心”也都是各军兵种从事腐蚀研究工作的机构。


学术界在这方面的参与也逐渐增多。澳大利亚科廷大学和美国俄亥俄州的阿克伦大学都从事国防和工业界腐蚀防治工程师的培养工作,后者还设有“腐蚀工程”学士学位授予点。另外,国防采办大学也加强了腐蚀方面的课程内容。


为了更精确地掌握飞机结构状态,“国家航空研究院”对包括B-52、KC-135在内的多种军用飞机进行了拆卸检查。这两种飞机预计将服役超过80年。检查包括结构拆卸、清除涂装,通过使用液体荧光渗透剂、电磁涡流以及超声波探测等方式进行检测。


三、重视研发防腐蚀新技术新材料


美军在腐蚀防控方面投入了大量经费用于新材料和新技术研发,以提高装备抗腐蚀能力。


腐蚀探测方面,位于沃纳罗宾斯空军基地的“老旧飞机研究咨询中心”开发了一种新技术,使维修人员无须拆解飞机就能够对其内部进行检查。该技术使用一种高分辨率的“管道内孔探测镜”,连接附着在导引管上,靠近飞机结构内部以往难以达到的部位进行检查,并拍摄照片或视频供维修人员参考。在实际操作中,维修人员只要移除飞机上部分扣件或螺钉,并插入导引管,无需拆卸整个结构,就能对飞机内部进行检查。目前,该研究咨询中心对C-130运输机、HH-60直升机和P-3侦察机进行了检查,效果良好。另一种方法是使用传感器,在飞机内部嵌入机身结构健康状态监测传感器,当维修人员收到不正常信号时,就需要对相应区域进行检查以确定损伤情况。这种方法目前推广比较顺利,具体研究仍在进行。


防腐涂层材料方面,“海军研究实验室”化学分部最近成功研制了一种新型的硅基防滑防腐涂层,具有比传统的环氧基涂层更好的耐腐蚀性,用于飞机涂装和舰船通道表面涂层。据统计,海军每年需要大约34万平方涂层材料,花费超过5600万美元。

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