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刘元海:探索创新 做好航空装备型号防腐系统工程

2017-11-08 09:27:16
作者:王元
来源:中国腐蚀与防护网

海洋环境下航空装备的腐蚀防护与控制工作是保证结构完整性的重要环节,是结构耐久性设计的重要内容,是实现结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要保证。它涉及到材料、工艺、表面处理和防护技术、应力和变形的控制等,是一门多专业、跨学科的综合技术。

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刘元海 中国特种飞行器研究所高级工程师

 

    海洋环境下航空装备的腐蚀防护与控制工作是保证结构完整性的重要环节,是结构耐久性设计的重要内容,是实现结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要保证。它涉及到材料、工艺、表面处理和防护技术、应力和变形的控制等,是一门多专业、跨学科的综合技术。通过系统工程性腐蚀防护与控制技术研究,可以规范和指导航空装备抗腐蚀设计与全寿命管理,提高装备在方案论证、结构设计、生产制造和使用维护各阶段的腐蚀防护与控制水平。特飞所作为多款型号研制腐蚀防护与控制副总设计师单位,首次将全寿命期“系统工程”理念纳入到型号研制中,为了全面了解航空装备型号研制腐蚀防护与控制系统工程,记者特邀请到中国特种飞行器研究所刘元海高级工程师作相关方面的精彩解读。


    记者:贵所作为航空装备多款型号腐蚀防护与控制副总设计师单位,参与了多款在研在役装备型号研制工作,请介绍下贵所在型号防腐蚀工作中的定位?


    刘元海:航空装备型号腐蚀防护与控制工作是一项系统工程,应建立集管理、设计、试验、试制和使用维护等为一体的全寿命腐蚀防护与控制技术体系。为加强型号腐蚀防护与控制工作,总师系统应成立腐蚀防护与控制工作分系统,将腐蚀防护与控制视为独立分系统实施管理(即结构、强度分系统同等管理模式进行),组织开展型号研制中腐蚀防护与控制相关工作,建立畅通、有效的腐蚀防护与控制技术协调、技术指挥和技术决策流程和管控渠道,规范型号方案设计、工程研制、设计定型、生产制造、使用维护各个阶段中的腐蚀防护与控制设计、分析、试验、工艺技术管理工作。


    根据航空装备型号研制全寿命周期腐蚀防护与控制工作目标和指导思想,为保障腐蚀防护与控制工作的有效落实,在飞机全寿命期内中采用目标管理与过程监督 / 检查的管理模式,紧紧围绕腐蚀防护与控制目标不仅做好腐蚀防护设计、关键技术攻关及验证试验等工作,更要注重细节腐蚀防护措施 / 方案的实施和监督。


    中国特种飞行器研究所作为航空装备腐蚀防护与控制技术研究专业机构,作为型号研制副总设计师单位参与了多款型号的腐蚀防护与控制工作,在航空装备型号研制过程中,扮演双重角色。一方面作为工作分系统副总设计师单位,协助总师单位开展腐蚀防护与控制工作,扮演着“运动员”的角色,包括参与型号全寿命期的腐蚀防护与控制工作规划;协助制定型号腐蚀防护与控制顶层指令性文件;协助制定型号腐蚀防护与控制顶层设计文件、设计指导性文件;提出并开展型号腐蚀防护与控制关键技术攻关、设计研制性、验证性试验;参与型号腐蚀防护与控制详细设计,负责制定型号详细设计要求 / 手册;协助制定生产制造中的腐蚀控制要求,并参与跟产,确保设计细节的贯彻与执行;组织型号使用维护中的关键技术攻关,协助制定腐蚀防护与控制维修大纲、维修手册;组织必要的腐蚀防护与控制技术培训等。另一方面,作为腐蚀防护与控制专业技术指导和监督单位,扮演着“裁判员”的角色,参与型号结构、发动机、任务系统及机载设备腐蚀相关阶段性工作的检查或审查,包括机载产品协议书腐蚀条款的审查,产品研制方案审查和指导、C 转 S 审查,以及研制和过程试验情况检查或审查等等。


    记者:在航空装备型号研制过程中,结合贵所的型号研制腐蚀防护与控制技术攻关及工作经验,谈谈型号防腐蚀的必要性与关键性。


    刘元海:在海洋环境条件服役的是舰载机,是以舰船、航母为载体并在广泛海域内使用和存放的装备,长期在恶劣的海洋舰载环境下起降、停放。与陆基飞机不同,舰载机不仅必须耐受严酷的盐、飞溅、浪花以及持续不断的干 / 湿循环环境的作用,还有其自身的特殊服役使用环境,对舰载机结构、系统设备及附件的腐蚀与防护成为提出了巨大挑战。


    目前,我国舰载机虽然服役时间较短、且尚未实现常态化驻舰,但是由于既有机型的防腐蚀设计不到位和深度防腐措施不得力,当前间歇式上舰的舰载机腐蚀现象及其隐患已经非常明显。根据南海方向服役的海军战斗机和参加亚丁湾护航的舰载直升机出现的腐蚀情况,随着服役年限的增加,一旦实现常态化驻舰和全国海域的巡航,腐蚀和腐蚀故障必将是舰载机维护保障的最大难题。


    根据我海军在东、南海主权保障和全球化经济保障等重大任务中承担的责任和义务,未来舰载机不仅将全寿命周期内驻舰使用,而且必将处于更加恶劣的腐蚀环境和高强度的训练甚至作战状态。因此,舰载机的腐蚀防护问题将成为制约我海军由浅蓝走向深蓝的战略转型、更好的维护和拓展我海上权益的关键因素。


    海洋环境下军用飞机的腐蚀防护与控制(CPC)工作是保证飞机结构完整性的重要环节,是结构耐久性设计的重要内容,是实现飞机结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要保证。它涉及到材料、工艺、表面处理和防护技术、应力和变形的控制等,是一门多专业、跨学科的综合技术。通过系统工程性腐蚀防护与控制技术研究,可以规范和指导海军飞机抗腐蚀设计与全寿命管理,提高军机在方案论证、结构设计、生产制造和使用维护各阶段的腐蚀防护与控制水平。


    因此,海洋环境下飞机的腐蚀防护与控制不仅仅是在维护与维修阶段对腐蚀排除,更不是简单的去腐蚀或无足轻重的问题,而是涉及到方案论证、设计、生产制造、使用维护与修理等诸多环节的系统工程性问题。为此,要求深入研究我国海洋环境下使用飞机的腐蚀环境特点,充分借鉴国外飞机在腐蚀控制方面的先进经验和我国在飞机研制、生产和使用中积累的经验与教训,针对性地开展各技术环节的技术与腐蚀试验工作,建立完善的腐蚀防护与控制技术规范,并采取严格的管理制度,强制贯彻执行,确保我国海洋环境下使用的飞机腐蚀控制技术达到国际先进水平。


    记者:贵所首次提出了“系统工程”的腐蚀防护与控制工作思路,围绕平台结构、系统及机载设备的腐蚀防护与控制技术为突破口,开展了型号全寿命期腐蚀防护与控制工作,请您简要介绍下航空装备全寿命期腐蚀防护与控制系统工程策划及工作的主要内容。


    刘元海:海洋环境下飞机的“腐蚀控制系统工程”理念逐渐成为研发生产人员的思想共识。所谓腐蚀控制系统工程是指为最大程度地降低装备的腐蚀危害、保证使用寿命内正常运行,在航空装备的设计、制造、使用和维护全过程中实施腐蚀预防与控制。其中心思想是:腐蚀控制要从设计开始,贯穿于制造、储存、运输、使用、维护、维修全过程,进行全员、全方位的控制,研究每一个零部件的制造环境、运行环境和周围自然环境及其协同作用,提出控制措施和实施细节,进行“精心设计、精心制造、精心维护、精心管控”。


    (1)在方案阶段初期完成型号腐蚀防护与控制顶层设计要求 / 规范,用于规范和指导主机及配套机载设备的腐蚀防护与控制工作。包括结构、机载设备腐蚀防护与控制设计要求、机载设备腐蚀(气候)环境技术要求;型号总师单位应将与机载设备相关的腐蚀(气候)环境技术要求、腐蚀防护与控制设计要求等顶层文件,及时下发相关承研承制单位,用于指导相关系统、设备和成品的腐蚀防护设计、试验工作。


    (2)根据型号的预期使用环境,在编制型号腐蚀环境(主要指温热、霉菌、盐雾和酸性大气)技术要求、总体环境谱和局部环境谱境的前提下,方案阶段针对性开展腐蚀防护设计研制性或选型、摸底试验;

 

    (3)根据相关顶层设计规范 / 要求,在方案阶段制定机载设备腐蚀防护与控制设计指南,提出必要的材料、标准件、元器件、腐蚀防护产品选用要求及建议目录清单,及时下发各承研承制单位,用于指导相关系统、设备和成品的腐蚀防护方案设计。


    (4)为加强设计人员对腐蚀防护与控制顶层要求规范的消化和理解,型号总师单位应在初步详细设计阶段启动并在详细设计阶段初期完成腐蚀防护与控制设计指南、结构排水、密封、表面防护等腐蚀防护与控制详细设计规定,经评审后及时下发,用于指导或规定腐蚀防护详细设计,供设计人员在详细设计图纸中落实。


    (5)为确保腐蚀防护与控制详细设计规定中相关要求、条款、措施的落实,正式发图前,应分零件、组件和部件对详细设计图纸进行全面审查,查漏补缺,并汇编图纸审查报告和腐蚀防护与控制设计手册。


    (6)详细设计阶段结束后,结合生产制造厂商工艺能力和特点,编制生产制造中的腐蚀防护与控制要求并下发,并及时进行工艺审查,生产过程跟踪,确保设计质量落到实处。


    (7)定型阶段,主要对设计及生产过程中的腐蚀防护与控制问题进行归零处理,做好型号研制全过程的腐蚀工作梳理和总结,同时编制方便于外城使用的腐蚀控制手册等。


    后记:


    目前,我国航空工业和装备研制急需该领域结构防腐蚀设计与分析技术、结构腐蚀仿真模拟与预测技术、试验验证技术、腐蚀损伤监测等技术的支持。加快和完善航空装备型号研制腐蚀防护与控制系统工程是当前航空装备防护的必由之路。


 

    ●  人物简介

 

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    刘元海 , 男,1981 年 2 月生,高级工程师,2008 年毕业于南开大学应用化学专业,硕士,现担任中航工业特种飞行器研究所腐蚀防护与控制研究中心专业组组长、主任设计师,现负责腐蚀中心对外技术支持及合作相关工作。先后作为多款海军重点型号的腐蚀工作技术负责人,梳理固化了一套贯穿于型号全寿命期腐蚀防护与控制技术及管理工作流程,主持或参与了多项海装、空装预研、国防基础科研、集团创新基金、横向协作项目的论证和研究工作,突破了多项腐蚀关键技术,尤其在环境谱编制技术、金属损伤结构复合材料原位修补技术等方面形成了多项研究成果。荣获集团公司科技进步二等奖2次,三等奖3次,集团公司个人三等功2次,特飞所“十大杰出青年”、荆门市“第六届青年五四奖章”、“中央企业青年岗位能手”等荣誉称号 , 通飞公司专业技术领军后备人才,《装备环境工程》杂志评审委员会委员,发表科技论文 20 余篇,出版专著 2 部。

 

 

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标签: 刘元海, 中国特种飞行器研究所, 航空装备, 防腐

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