飞机上不同区域零件的老化评估
众所周知,飞机内部的区域并不是均一的,从振动、风速、油液、温度等角度评估,存在一些环境相对恶劣和极端的区域,例如发动机短舱、起落架区域等,也存在一些环境较好的区域,例如客舱货舱内部等。因此不难理解,安装在不同环境区域的飞机零部件,会以不同的速度和形式进行老化。
因此设计层面,选择零部件时需要考虑区域环境适配性,电气机械功能适配性和总体指标等。
从飞机零部件维修这个角度来看,那些安装在不同环境的零件,其老化程度很显然是有差异的,且随着服役年限的正常,其性能曲线应该会有较大的偏移。今天我们重点探讨一下,对于不同飞机环境的EWIS零部件,我们该怎么有效的进行分组和进行老化评估呢?
维修活动对于民用飞机和军用飞机来说,都嵌入这商业模式问题,需要评估维修活动的时间和成本。对于民用飞机的维修,一般会在持续适航文件(ICA)中规定维修说明,在增强型区域安全性分析(EZAP)中或飞机延寿评估中,挖掘维修活动所需要的数据,以支持维修活动。对于军用飞机的维修,则往往取决于人员组织架构而定,根据美军的人员架构,EWIS(飞机电气线路互联系统)的维修任务以及寿命评估任务通常是某系列机型维修活动的一部分,由飞机使用方负责,对于美国空军而言,EWIS的维修活动要求被编入了MIL-STD-1798(机械设备和子系统完整性计划)标准中。
接下来需要做的是飞机区域识别,这里需要参考MSG-3文件或者飞机设计文件,将飞机分区并编号,确定了飞机区域编号后,需要明确区域边界和每个区域内环境特点和要素,包括但不限于:
Temperature温度
Vibration振动
Chemicals化学品
Humidity湿度
Contamination污染
Likelihood of Foreign object debris (FOD)外来物冲击
Weather effects环境效应
Frequency of Maintenance actions维修活动频次
从老化分析的角度来看,了解上述区域环境和因素只是第一步,第二步是了解区域内零部件的成分和其老化机理。
上图给出了一个对飞机环境进行分组的简易方法,横轴是环境严酷程度,纵轴是使用负荷程度。
根据上图的方法,可以看出很多区域可以在分析中被合并,不是所有的区域都需要测试,可以利用环境因素和老化机理的相似性来精简分组,那么,对于那些没有被分析或测试的区域,测试结果可以被直接应用吗?这里就体现出大量检测试验结果形成的“老化模型”的重要性了。例如,将A、B、C区分组,从C组测试样品,可以应用C=>A和C=>B之间的相对降解率,并根据C区数据对A、B区进行较好的老化预估。