在飞机执行任务和地面活动期间,暴露于恶劣、腐蚀性环境可能会对飞机的老化和结构退化产生重大影响。降低飞机系统的可靠性会在整个生命周期成本中带来主要的成本驱动因素,并且还会对安全构成威胁。环境参数,包括温度和相对湿度,以及外部污染源,每一个都在航空航天结构和子系统的长期和短期老化效应中扮演重要角色。为了现场测量环境严重程度,Luna公司2015年开发并部署了LS2A腐蚀监测传感器套件(图1)。该系统使用有线或无线传感器节点来测量、记录和分析环境和腐蚀性参数,包括相对湿度、温度、铝合金腐蚀率和溶液电导率。
图1. Luna的飞机LS2A传感器套件(第一代产品)
2015年1月的《材料性能》杂志发表了一篇专题文章,探讨了飞机腐蚀的影响以及如何利用Luna公司的LS2A系统来应对日益增长的腐蚀驱动检查和维护成本。在审阅了一篇关于LS2A传感平台的2014年美国腐蚀工程师协会(NACE)的论文后,《材料性能》联系Luna公司以了解更多有关该技术的信息以及飞机运营商和维护者如何最好地使用它。
在进行机翼检查时遇到的最大挑战之一是到达被阻塞、封闭或被遮挡的区域。检查需要维护人员破坏密封、打开面板、拆除地板等。因此,执行检查的简单过程可能导致额外的污染物进入,最终导致更多的腐蚀损害。通过使用能够识别导致腐蚀的环境条件并检测到腐蚀损伤的腐蚀监测系统,可以显著提高固定翼和旋翼飞机在腐蚀环境下的检查和维护活动以及飞机的安全性和运营可用性。
该系统属于海军航空系统司令部(NAVAIR)的小企业创新研究(SBIR)计划的一部分。Luna公司开发了一种自包含的多模态腐蚀传感器系统——LS2A,用于测量、记录和分析影响材料易腐蚀性和腐蚀速率的环境和腐蚀性参数。该传感器技术集成了一个嵌入式低功耗无线电子装置,用于收集和处理来自传感器的测量数据,并根据传感器输出报告基于ISO 9223的环境严重性分类(C1至C5)的原始传感器数据。
传感器测量历史记录以及ISO环境严重性分类被存储在设备的内部内存中,维护人员可以通过有线或无线接口下载。由于军用飞机通常有长时间的手动检查历史,他们的维护人员通常已经确定了每架飞机上的已知腐蚀“热点”,例如在直升机地板下或尾梁上。放置在热点区域的传感器节点可以为维护人员提供结构的腐蚀性和腐蚀率信息,使他们能够根据结构的预测状况安排手动检查和维修行动。如果从传感器节点收集的数据表明环境严重性水平高,则可能需要立即采取维护行动以检查和修复腐蚀损伤。在低严重性分类的情况下,可能不需要采取行动,可以跳过或延迟检查。
LS2A传感器节点在由NAVAIR部署在UH-1N旋翼机上的五个月,这是迄今为止LS2A平台的众多部署场景之一。在役UH-1N直升机上部署这些系统后,Luna得以收集和分析实际数据,并确定围绕机身的外部条件如何转化为封闭机舱内可见的实际环境暴露。通过比较机身收集的数据与本地国家海洋和大气管理局(NOAA)气象站的数据,Luna能够通过机上测量结果提高维护人员对机身暴露的理解,而不仅仅是依赖监测机身周围的外部条件。了解环境参数如何影响铝的腐蚀敏感性和腐蚀率将帮助飞机维护人员更有效地安排维护工作,这可以提高整体机队安全性、增加飞机可用性并降低运营成本。
我们邀请您阅读由《材料性能》杂志整理的全文,并就任何意见或问题与我们联系。我们希望能在您抗击腐蚀的战斗中提供帮助,无论您的应用是什么。
关于捷通技术服务有限公司GTL Technology & Service Co. Ltd,简称GTL
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