张三展
中航西飞飞机维修中心 陕西 西安 710089
摘要：本文分析了军用飞机液压系统方面主要的污染原因和危害，文章从设计、制造、配置、使用维修等方面提出了预防措施。随着新型的军用飞机的液压系统想着高压、高气温、高流量的方向发展，对液压系统的附件可靠性、油液的清洁度和工作环境提出了更高的要求，液压附件的活动配合面的间隙逐渐变小，油液污染对液压系统产生的影响和危害也更大。
关键词：飞机液压系统；污染；控制
中图分类号：GH224.5文献标识码：A
引言
近几年，某型机在用户使用过程中多地点多架次出现液压系统污染度超标的故障，影响用户飞行作训任务的进行，危害飞行安全。液压系统油液污染引起的故障问题是危险的、偶然的、间接性的，要分析定位故障源并排除此类问题非常困难。液压系统是完成飞机各舵面的操纵、起落装置的收放和机轮刹车环节重要的动力来源，与飞行安全紧密相关，因此控制液压系统的污染是我国军用航空维修管理工作中亟需解决的难题。
1液压系统污染物的种类与危害
污染物是液压油中对系统有害的物质，军用飞机液压系统中的主要污染物分为固体、液体和气体、其中固体污染物最为严重[1]。
1.1固态污染物危害
液压油中的固体污染物会加速附件的磨损，损坏密封件、阻塞线和端口、使液压附件的活动配合面划伤。
（1）研磨
包含固体污染物（颗粒）的液压油类似于用于研磨金属加工表面的磨料，这些粒子通常非常坚硬，激活液压附件后，接触面之间包含的颗粒会与金属表面反复相互作用，如图1所示，涂层表面上的裂缝或小碎屑会导致磨削，增加配合空间或阻塞。这类污染物易导致柱塞泵的柱塞与孔、缸体与配油盘等相对运动面的磨损加剧，造成泵噪声大、温升高、压力波动大等故障，影响液压系统的正常工作。
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图1切削磨损
（2）吹蚀
固体的污染物随着高速流动的油液不停地冲刷着暴露在管道中的表面和棱边，让其不断地遭受到损伤，使节流的孔径增大从而导致调节失控，详细见图2。
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图2冲蚀磨损
（3）卡滞与堵塞
由于受污染颗粒的形状不规则，它们在液压的作用下渗透到附件的可移动配合表面之间，从而导致配合表面的卡滞，造成液压阀的失效。对方向阀、压力阀、流量阀等精度相对不高的阀会造成阀芯移动困难或卡滞，使阀失去控制能力和密封性；对精度较高的伺服阀而言影响更为明显，轻则使其动态响应变慢、零点偏移，重则导致其失效。污染物颗粒也会在系统油滤滤网上堆积，使油滤旁通，对系统造成更大面积的污染及危害。
1.2液态污染物危害
（1）它会加速金属腐蚀并严重磨损金属表面，液压油中的游离水与液压油相互作用形成沉淀物和腐蚀性物质，从而降低了油的性能，降低了油的表面张力和粘度并破坏了油膜，去除的油会降低润滑性，并加速金属表面的磨损和腐蚀[2]。
（2）它加速了微生物的生长并增加了油的污染，液压油中的水分子是微生物在油中生存的必要条件，尤其是乳化水可以为某些有害细菌提供生存环境，微生物会产生酸性物质，从而加速化学腐蚀的过程并加剧液压附件的腐蚀。
1.3气态污染物危害
（1）产生气泡并引起气蚀，当系统压力下降到一定水平时，溶解在油中的气体会以小气泡的形式释放并漂浮在液体中。气泡进入高压区，被隔离和压缩，最终破裂，高压油高速沉降，气泡的中心发生摩擦和碰撞，导致温度和压力急剧上升（局部温度可以达到1000℃°，压力可以达到80 MPa）。当这种局部冲击发生在实心壁上时，附件表面的氧化和腐蚀加剧，当气泡进入系统的变速箱组件时，变速箱会减速。此外，气蚀还会堵塞油泵，导致油泵快速下降，增加机油供应和液压脉动。
（2）它破坏润滑并加速油的氧化和劣化，油中的气体会破坏附着在工件表面的油膜，削弱油的润滑性，并导致相对运动的表面发生附着和磨损；在高温和高压环境中，气体会引起液压油的氧化和变质，从而导致有害的酸性或胶体沉积物会腐蚀液压附件。
2液压系统污染原因分析
2.1系统自身抗污染能力不高
如今，大多数军用飞机都使用15号航空液压油，该油具有高沸点，低冰点和优异的润滑性的优点。对金属的腐蚀小，机械和化学稳定性强，但是，随着温度的升高，液压油的物理和化学指标（粘度，pH等）降低，尤其是与其他液体和气体混合时，容易氧化和变质。另外，在设计、制造、组装等过程中，在飞机上，由于未充分考虑液压系统的污染控制，因此系统和附件具有低污染的存储能力和抗污染能力。例如，从某型机飞机液压助力器进口的机油滤清器的孔径为16μm，是机油活塞和液压助力器衬套之间间隙的32倍，无法有效控制污染。
2.2对污染控制的重要性认识不足
由于对系统污染风险和污染预防的重要性了解不足，一些维护人员会进行拆卸、维修、检查和故障排除时可能造成系统污染。如果在拆卸，维修和组装前后未按要求清洁附件，或拆下的液压附件和管接头无法及时使用，维修人员通常不会对液压油进行采样，并且也不会对系统进行污染检查，有时会根据指定的程序和要求进行测试，这些是当前军用飞机液压系统受到严重污染的主要原因[3]。
2.3对污染控制的监督、管理和落实不够
虽然颁布了液压系统总规范GJB638A和协调标准液压污染控制系统的通用规范，以阐明飞机液压系统的污染接受和控制水平，但缺乏监控。由于缺少负责污染控制的部门和人员，因此无法进行有效的管理。没有特别的人来管理液压和地面加油设备，使油料的储存、运输或使用过程均不能提供有效的污染控制。另外，军方提供的某些液压支撑设备不能满足污染控制要求。例如，指定的陆地油泵卡车配备了一个原油滤清器，指定的油污测试仪仅具有一项功能，并且只能检测固体污染物。缺少液压清洁车以及无法有效清洁液压系统也是造成系统污染的主要原因。
3液压系统污染控制
3.1系统抗污染设计
（1）要特别注意污染的监测和消除，合理选择和安装过滤设备，以减少和消除污染源并控制污染水平。
（2）选择液压系统导管和组件才材料时，应考虑与工作流体的化学相容性，并选择低污染和高抗污染的液压组件。
（3）在将各种制造或购买的液压组件安装到系统中之前，必须清洁组件和系统，一旦测试确认污染程度合格，则应将其安装在系统中，以去除处理和组装过程中的残留污染物。
（4）安装液压设备的设施、部门、是非测试场所都应严格执行污染控制措施，将污染物控制扩展到辅助工作场所，不断提高控制水平并减少外部污染。
3.2提高对污染控制的认识
（1）加强维修人员责任意识的教育，提高责任意识，在每次维修工作中以高度负责的态度进行油液污染物控制。
（2）加强专业培训，特别是建立和培训油污检测专业人员团队，不断提高专业水平，使每个维修人员都掌握知识、方法和技巧；明确防治污染的手段，充分认识污染物危害的手段，提高对污染控制手段的掌握，充分意识到污染控制工作的重要性、难度和长期性。
（3）加强机务法规的规定、规程的学习，特别是关于污染控制标准和规定的学习，使其在机务工作中可以按照一定的规章制度来办事，然后养成良好的机务作风，培养自觉防治污染的积极性。
（4）建议上级有关部门编印污染控制方面的教育材料，尤其是编印部队液压系统污染导致的典型故障和飞行安全的事例，增强教育效果[4]。
结语
军用飞机的液压污染不仅是技术问题，而且是控制问题，必须与设计，制造和全面质量控制相结合，以确保控制系统不受其影响，在整个维护工作过程中，预防和控制液压系统的污染，可以确保真正实现污染控制目标，并确保飞机的液压系统安全可靠地运行。
参考文献：
[1]陈学孚.军用飞机液压系统地面检测设备存在问题及对策[J].科技展望，2016，26(23)：183.
[2]蒋云春，KISON.J.军用飞机液压系统作动筒适航审查技术标准分析[J].液压与气动，2012(08)：68-72.
[3]唐有才，刘振岗，王占勇，孙敬.飞机液压系统故障多的原因探讨及对策[J].液压与气动，2009(10)：84-87.
[4]张军，乔英峰.军用飞机液压系统故障诊断专家系统的设计[J].液压与气动，2008(09)：78-79.