飞机结构的疲劳和腐蚀大起底
2015-03-31 23:02:25 作者:魏楞杰来源:

  冷战结束后,由于东西方的军事对峙趋缓及全球性的经济不景气,各国的国防经费都遭到大幅度缩减,使大多数国家的军用飞机都需要延长使用年限,如此虽然可节省采购新机的花费,但老飞机结构上最令人头痛的疲劳与腐蚀,则是延长服役期限时必须严肃以对的课题。
 

  图1:T-38在1997~2001年的世纪之交更换了全新机翼,老机得以开新花

 

  延长飞机使用年限,伴随着飞机使用时间的增加,飞机结构的疲劳(fatigue)及腐蚀(corrosion)问题就会随之一一浮现。根据一份1997年发表的研究报告,从1954年到1995年这40年间,全球共约发生2,800次飞机失事,其中由于结构问题导致的有67件,原因及百分比为︰其它及设计不良各占10.4%、维修不良占7.5%、超负荷(overload)占28.4%、疲劳及腐蚀占百分之43.2%。结构问题中疲劳及腐蚀危害最烈,几乎占了一半,可见要维持老飞机的飞行安全,必须对结构疲劳及腐蚀有正确的认知及处置,而这也是目前各国空军现正面对的首要课题。
 

  图2:结构疲劳破坏典型破断面

 

  疲劳

 

  疲劳是指在低于材料极限强度(ultimate strength)的应力(stress)长期反复作用下,导致结构终于破坏的一种现象。由于总是发生在结构应力远低于设计容许最大应力的情况下,因此常能躲过一般人的注意而不被发觉,这也是疲劳最危险的地方。