(相关资料图)
飞机起落架在设计的时候,都是尽量减少焊接结构。因为起落架材料全都是高强钢,焊接性能很差,所以焊接是有风险的。不过焊缝本身并不是薄弱环节,飞机起落架并不是因为焊缝断裂而退役,通常是由于锻造部分产生裂纹,而不得不退役。这就牵涉到飞机起落架破损裂缝的机理。
造成飞机起落架裂纹的原因,并不是起落架触地瞬间猛烈冲击导致的。而是飞机滑跑500-900米之间产生的。也就是说,不仅落地之后滑跑会产生起落架裂纹,起飞滑跑也有可能让起落架产生裂纹。
这就是应力与氢元素联合导致的裂纹。
如果起落架材料中溶解了氢,这些溶解氢都是离子态,当它受到应力作用时,会沿着滑移面向缺陷处位移。如果氢离子距离缺陷,比如位错比如微气孔,比较远,滑跑900米仍然没有进入微缺陷,等到飞机停止滑行或者起飞离地之后,起落架卸载,氢离子会返回原位。这时候不产生裂纹。如果氢离子在应力作用下,进入微缺陷,这时候氢离子会捕捉一个自由电子变成氢原子。体积瞬间增大一千八百倍。给起落架某个极微小的区间造成巨大应力集中。这时候往往会产生微裂纹,微裂纹产生以后,在应力作用下会扩张。形成宏观裂纹。这个裂纹通常是在表面产生,向材料内部扩展。
所以飞机落地以后,地勤人员要检查起落架,看看有没有裂纹产生。
苏联的飞机起落架寿命短,是因为苏联飞机起落架一旦发现裂纹,立马拆掉换新。但是中国空军的飞机起落架裂纹之后是可以修补的。这个修补必须采用渣保护焊,利用合金元素的熔炼补强。具体工艺是把裂纹锉掉,然后补焊。我在另一篇帖子里说的偷艺,就是指的这个起落架修补技术。按照中国172厂的经验。裂纹深度不超过3mm,是可以锉修补焊的。这可是阎良试飞团的飞行员冒着生命危险实验出来的。很简单,起落架锉修补焊之后,飞机,通常是轰六,在跑道上反复滑跑,打地转,补焊处没有再次裂开,算合格。如果滑跑的时候起落架补焊处开裂,飞机趴在跑道上,就算不合格。很幸运,所有试飞也就是滑跑都没出问题。
C919的起落架是整体锻造的。没有焊缝。C919主起落架是双轮结构,结构简单。轰六起落架是4轮结构,设计有焊缝。不过运20起落架设计上是没有焊缝的。这说明我国飞机设计水平提高了。
现在我国能够大批量生产电渣重熔钢,也就是超纯净钢。钢中的五种有害元素,硫,磷,氧,氮,氢,基本上都被清理干净了。含量是百万分之几。非常稀少。即便飞机滑跑的时候应力加载,也没有足够多的氢离子位移产生裂纹。起落架寿命自然就变长了。
所以,苏联的飞机起落架寿命短,主要还是材料纯净度不高,杂质太多。苏联的超纯净钢,都用来生产坦克炮。一万多辆坦克,要消耗掉苏联几乎全部的超纯净钢也就是电渣重熔钢。轮到空军的飞机起落架,这也是批量巨大的部件,就只能用普通高强钢了。在我当实习生的年代,我国的电渣重熔钢也很少,空军也分不到。毕竟空军飞机起落架用普通高强钢也能用,陆军坦克炮管海军潜艇潜望镜套管,没有电渣重熔钢就不行。
按照我国现在的飞机设计水平和全世界最大的电渣重熔钢生产能力,即使将来我国生产600吨级的重型运输机,起落架也可以做到不采用焊接结构。
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