張二虎

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089）

航空裝備在高原寒區(qū)極限使用環(huán)境條件下飛行，經(jīng)常出現(xiàn)電子設(shè)備單元失效故障、液壓系統(tǒng)故障等諸多問題，因此航空裝備的戰(zhàn)斗力與環(huán)境密切相關(guān)，世界軍事史上無數(shù)戰(zhàn)例都證明了這點。據(jù)研究分析同一裝備，在嚴(yán)酷的作戰(zhàn)環(huán)境下，單位時間內(nèi)失效數(shù)大幅度提高。航空裝備可靠性問題相當(dāng)多，這是因使用環(huán)境條件惡劣所致，因此研究航空裝備在高原寒區(qū)的故障機理，綜合分析航空裝備高原寒區(qū)保障資源的配置情況，根據(jù)維修體制和環(huán)境等因素科學(xué)地預(yù)測保障資源配置種類和需求量，提高航空裝備在特殊環(huán)境下的出動架次率，對使用效能的提高十分重要。

1 高原寒區(qū)環(huán)境影響因素

高原寒區(qū)航空裝備容易受到特殊環(huán)境的影響，航空裝備的使用效能也受到巨大的影響，航空裝備面臨巨大的挑戰(zhàn)，尤其對裝備的維修保障提出了更高的要求。高原寒區(qū)地理環(huán)境特殊，空氣稀薄，溫度較低，單位體積內(nèi)氧氣含量遠遠低于平原低海拔地區(qū)，低溫期長，晝夜溫差大，紫外線照射強度高，這種種的極限使用環(huán)境大大阻礙了航空裝備性能的發(fā)揮，戰(zhàn)爭狀態(tài)下嚴(yán)重影響軍用飛機的出勤率。

2 高原寒區(qū)航空裝備的主要故障模式

2.1 低氣壓、低溫對機械系統(tǒng)的影響

高原寒區(qū)環(huán)境條件下，氣壓低，空氣密度小，含氧量少，航空發(fā)動機啟動困難，過熱及輸出功率下降，嚴(yán)重影響發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和可靠性；易導(dǎo)致輪胎氣壓增高等故障，同時燃油的蒸發(fā)性、燃燒性和低溫流動性降低，使航空發(fā)動機的功率消耗增大，工作效率降低。

2.2 低氣壓、低溫對電氣設(shè)備的影響

高原地區(qū)海拔高、氣壓低、空氣密度小，導(dǎo)致電子產(chǎn)品空氣絕緣耐壓降低，一般情況下，海拔在0～5 000 m范圍內(nèi)，氣壓每降低12%（相當(dāng)于海拔每增高1 000 m），電暈電壓和外絕緣強度降低8%～13%.在高寒環(huán)境條件下，電子元器件在高、低溫環(huán)境劇烈變化的影響下，內(nèi)部電流密度增大，造成電熱效應(yīng)。溫度升高可使器件的電參數(shù)發(fā)生飄移，使雙極性器件的反向漏電流和電流增益上升，高低溫變化可使化學(xué)變化加速，縮短元器件的壽命或使元器件燒毀，加速電遷移，引起開路或短路失效等。

3 高原寒區(qū)DMEA和嚴(yán)酷度分析

航空裝備在極端的氣候環(huán)境下使用，海拔高、風(fēng)沙大、氣壓低、空氣稀薄等綜合因素會導(dǎo)致飛機損壞，采用損壞模式及影響分析（Damage Mode and Effects Analysis，DMEA）可以對裝備的損傷情況進行適當(dāng)?shù)姆治龊脱芯俊EMA指的是分析確定航空裝備系統(tǒng)或其部件由于損傷造成的損壞形式和過程的技術(shù)，降低易損性是DEMA的目的之一，用以對航空裝備損傷后的維修工作進行指導(dǎo)。通過對損壞模式及影響分析發(fā)現(xiàn)，傳動等機械系統(tǒng)在高原寒區(qū)環(huán)境下的損壞重要度等級較高，因此在航空裝備的設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮關(guān)鍵系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力及相應(yīng)的維修和保障措施，減少故障的發(fā)生，縮短航空裝備的平均修復(fù)時間。

4 保障資源配置分析

4.1 高原寒區(qū)環(huán)境下保障資源配置原則

對高原寒區(qū)極限環(huán)境下發(fā)生的故障進行充分分析，同時根據(jù)高原寒區(qū)發(fā)生的故障模式特點并利用維修性預(yù)計方法[5]，對高原寒區(qū)環(huán)境下故障率較高的系統(tǒng)和產(chǎn)品進行維修性改進分析，確定保障資源配置規(guī)劃，根據(jù)相關(guān)設(shè)計準(zhǔn)則和要求轉(zhuǎn)化為具體的產(chǎn)品設(shè)計準(zhǔn)則。

4.2 高原寒區(qū)多發(fā)故障分析

高原寒區(qū)環(huán)境下產(chǎn)品的失效數(shù)大幅增加，對保障資源的配置影響很大。本文對航空裝備高原環(huán)境下真實發(fā)生的故障模式進行統(tǒng)計分析，對高原寒區(qū)環(huán)境對整機、系統(tǒng)和設(shè)備的影響進行分析，并且主要針對航空發(fā)動機系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)和綜合顯示系統(tǒng)等重要系統(tǒng)進行維修性分析。高原寒區(qū)試飛過程中維修性分析和建議如表1所示。

4.3 高原寒區(qū)保障性分析

高原寒區(qū)保障性分析主要從保障設(shè)備、包裝、裝卸、貯存和運輸保障、維修規(guī)劃、人力人員、保障設(shè)施、供應(yīng)保障等方面，分析高原寒區(qū)試飛過程中主要發(fā)生的問題，并提出相應(yīng)的改進建議，具體如表2所示。

5 總結(jié)

本文對高原寒區(qū)作戰(zhàn)裝備維修性和保障性進行了分析和總結(jié)，較深刻地反映了在高原寒區(qū)這一特殊作戰(zhàn)環(huán)境對航空裝備的影響，為未來高原高寒地區(qū)作戰(zhàn)裝備保障能力建設(shè)提供參考，并對高原寒區(qū)航空裝備使用、維護保養(yǎng)中的經(jīng)驗、方法進行總結(jié)，以提高高原寒區(qū)航空裝備的作戰(zhàn)保障能力。

表1 高原寒區(qū)裝備維修性分析和建議

表2 高原寒區(qū)裝備保障性分析和建議

［1］許翔，周廣猛，鄭智.高原環(huán)境對保障裝備的影響及適應(yīng)性研究［J］.裝備環(huán)境工程，2010，7（5）：100-103.

［2］李德龍.高原型氣候?qū)﹄娖髟O(shè)備的影響［J］.青海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，27（04）：71-74.

［3］姜同敏.可靠性與壽命試驗［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.

［4］俞一鳴，趙廣彤.高原環(huán)境對防空武器裝備的影響及改進措施［J］.現(xiàn)代防御技術(shù)，2011，39（2）：172-175.

［5］康銳.可靠性維修性保障性工程基礎(chǔ)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2012.