飞机腐蚀与防护.

严酷环境下飞机外场腐蚀防护对策与措施陈群志;鞠明;余文波;崔常京;于海蛟【摘要】The corrosion problems of aircraft under severe environment in coastal and island use were analyzed brief-ly. By listing typical aircraft corrosion cases at home and abroad, dangers of environmental corrosion on the aircraft were illustrated. Aircraft corrosion protection measures and control measures of America were introduced briefly. Aiming at severe environment and corrosion characteristics of existing aircrafts in China, strategies and measures for corrosion pre-vention of are researched and developed, mainly including corresponding corrosion inspection, surface cleaning, dehu-midification drying, protective measures for airborne electronic electrical equipment, coating corrosion inhibitor to cor-rodible parts, coating lubricating grease to movable parts, principles and measures for repairing corrosive damage, etc.%简要分析了飞机在沿海及海岛等严酷环境下使用面临的腐蚀问题,通过列举国内外典型飞机腐蚀案例,阐明了环境腐蚀对飞机的危害性.简要介绍了美军飞机腐蚀防护对策与控制措施.针对我国现役飞机的严酷使用环境、腐蚀特点研究制定了外场条件下飞机腐蚀防护对策与措施,主要包括有针对性的腐蚀检查、表面清洗、除湿干燥、机载电子电气设备防护措施、易腐蚀部位涂覆缓蚀剂、动部件活动部位涂覆润滑脂、腐蚀损伤修复的原则与措施等.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2017(014)003【总页数】7页(P1-7)【关键词】飞机;严酷环境;外场;腐蚀防护;表面清洗;除湿干燥;缓蚀剂【作者】陈群志;鞠明;余文波;崔常京;于海蛟【作者单位】北京航空工程技术研究中心,北京 100076;北京航空工程技术研究中心,北京 100076;北京航空工程技术研究中心,北京 100076;北京航空工程技术研究中心,北京 100076;北京航空工程技术研究中心,北京 100076【正文语种】中文【中图分类】TJ04;TG172飞机腐蚀与其使用环境密切相关。

飞机结构的腐蚀与防护飞机是一种高科技产品，其结构设计经过精心计算和优化，目的是为了保证飞机的安全性和可靠性。

然而，腐蚀是一种常见的结构损害形式，会给飞机带来严重的安全隐患。

因此，腐蚀防护技术对于飞机结构的长期使用至关重要。

腐蚀是金属材料与环境介质（如湿气、氧气、化学物质等）相互作用，导致金属材料表面产生氧化反应的过程。

飞机在飞行过程中，长时间暴露在高湿度、高温和大气压等复杂环境条件下，容易导致腐蚀的形成。

腐蚀不仅会损坏飞机的外观，还会降低飞机结构的强度和刚度，从而影响飞机的飞行性能和使用寿命。

为了保护飞机结构免受腐蚀的侵害，制定了一系列的腐蚀防护措施。

首先，飞机结构的设计应该考虑腐蚀的影响因素，尽可能选择耐蚀性能好的金属材料。

其次，应该对飞机结构进行表面处理，如喷涂耐腐蚀涂层、磷化、电镀等。

这些表面处理能够形成一层保护膜，起到隔离金属材料与环境介质接触的作用，从而延缓腐蚀的发生。

此外，飞机结构还可以采用防腐涂层，如环氧涂层、聚氨酯涂层等。

这些涂层具有良好的抗腐蚀性能，能够形成一层物理障碍，阻止介质的渗透和腐蚀的发生。

此外，定期检查和维护对于腐蚀防护至关重要。

飞机运营过程中，应该定期检查飞机结构的表面状态，及时发现和修复腐蚀点。

检查和修复包括使用特定工具检查飞机表面各个部位，利用光学仪器检测腐蚀的深度和范围，以及进行相应的修复工作，如局部喷涂防腐涂层、更换受损部件等。

此外，还应定期进行防腐涂层的维护，如喷涂新的防腐涂层或进行表面清洗，以确保防护膜的完整性和性能。

腐蚀防护技术在飞机结构设计和使用过程中起到了重要作用。

通过选择耐腐蚀性能好的材料、进行表面处理和采用防腐涂层等措施，能够有效延缓腐蚀的发生和发展，提高飞机结构的耐腐蚀性能。

同时，定期检查和维护能够及时发现和修复存在的腐蚀问题，保证飞机的安全性和可靠性。

综上所述，腐蚀防护技术对飞机结构的保护至关重要，是提高飞机寿命周期的重要手段之一。

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达 (++ 余人。英国彗星式客机和美国 VXXX 战斗机 坠毁事件，是国际上著名的应力腐蚀典型事故， 因此，飞机机体的腐蚀，特别是结构件的应力腐 蚀和疲劳腐蚀，往往会造成灾难性事故，危及人 们的生命和财产安全。 由此可见，准确地检查出飞机结构上存在的 各种腐蚀，并采取相应的处理措施，以及使用适 当的防护手段，对延长飞机的使用寿命是至关重
・ %$・ 飞机设计第 ’ 期 &00$ 年 / 月 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 音，来判断锤头下面部件厚度截面上的状态。因 腐蚀和剥离造成的分层会改变材料的内聚力和强 度，从而改变共鸣的频率。 （ ! ） 超声波检查 超声波检查适用于大面积连续的腐蚀损伤， 它对于可接近的连续厚度上的腐蚀，非常敏感。 超声波检查常用于发现剥离腐蚀，应力腐蚀裂纹 和材料的磨损。 （ " ） # 射线检查 # 射线照相术便于检查复杂的结构，并可得 到整个结构的俯视图像，还可以用来检查管状钢 筒 （ 柱） ，如扭力管的点状腐蚀。 （ $ ） 涡流检查 涡流检查 （ 主要指低频） 用于检查多层结构 中，由于腐蚀和裂纹引起的厚度变化。涡流检测 仪通过波幅和相位的变化，来区别分层翘起和裂 纹。低频涡流检测技术非常适用于铝蒙皮与钛加 强板之间的隙间或电化学腐蚀的检查，而高频涡 流多用于检查应力腐蚀裂纹。 （ % ） 声波放射检查 声波放 射 检 查 可 以 探 测 到 结 构 被 加 热 催 化 时，腐蚀过程产生氢气的噪音。这种方法对粘接 的铝蜂窝结构的检查非常成功，但这种方法有一 定的局限性，它不能检查出干燥的腐蚀区域，只 能检查出湿的腐蚀和积存的水分。 是阻止电化电池形成的最有效方法之一。有机涂 层的存在，阻止了导体与材料表面的接触，破坏 了 ! 个要素中的 ’ 种 （ 这里指导体） ，也就有效地 阻止了电化电池的形成，防止了腐蚀的发生。 （ & ） 表面处理 () 铝合金 （ (） 铬酸阳极化* 经过铬酸阳极化处理，可 以得到良好的表面防腐性能和喷漆表面，在阳极 化过程中，部件作为阳极。整个金属的表面转化 为一种氧化层，形成一种疏松的结构，然后按要 求浸入热水、热的重铬酸盐溶液或热的稀铬酸盐 溶液中，这将能确保部件的防腐性能。 （ +） 铬酸盐转化涂层* 铝合金的铬酸盐转化 漆层可以抑制和防止腐蚀，并作为喷漆底面，它 可以在海上或潮湿环境中，提供良好的防护。 +) 不锈钢 不锈钢的化学处理包括钝化和电解抛光。钝 化液可以溶解表面金属杂质，如铁、锌、铅等， 使表面清洁，提高防腐性能。电解抛光是一个选 择性去除金属阳极化的过程，从而清洁表面，防 止腐蚀。 ,) 普通钢 通常对普通钢做化学处理，并涂防腐涂层。 -) 钛合金 钛合金 的 表 面 处 理 由 钝 化 和 阳 极 化 处 理 构 成。钛合金在不同电压下，阳极化处理可得到不 同的颜色，颜色由电压来决定。 .) 镁合金 镁合金的阳极化处理有 & 种方法：一种是用 于作喷漆底面和防腐的薄涂层；另一种厚涂层也 可做喷漆底面和防腐，但它的防腐性能比较好一

据统计，铝和铝合金要占一架飞机总重量的70%，而飞机的结构件大部分是由铝合金材料构成。

铝合金构件的损伤形式有多种，如疲劳断裂、裂纹、变形、磨损等，其中腐蚀是最常见的损伤形式之一。

由于腐蚀造成的事故占飞机全部损伤事故的20%，这个问题在老龄飞机上变现的尤为突出。

由于腐蚀问题的存在，往往缩短飞机结构件的使用寿命，甚至还危及飞行安全。

如1988年Aloha航空公司的波音737飞机发生空中事故，经过事故调查后认为：由于机身增压舱纵向蒙皮搭接接头处一排铆钉孔，在服役的热带海洋环境和循环增压载荷作用下，引起了不可检测的多条腐蚀疲劳裂纹，从而引起事故。

因此，腐蚀问题不容忽视，这就需要我们在航空维修过程中加强检查与控制。

飞机结构件的腐蚀是飞机在使用环境中随着时间推移而发生的化学累积性损伤。

作为电化学反应，必须同时具备三个条件才能发生，即活性金属、腐蚀环境（介质）和导电通路。

同时，它又作为与时间有关的损伤，需要一定时间的累积才能发生，并且要求在一定的损失范围之内就进行维护和修理。

一般民航和军航的飞机维修规定：腐蚀损失深度不超过蒙皮厚度的10%。

腐蚀的种类很多，通过对飞机铝合金材料构件腐蚀情况的统计和分析得知，点蚀、剥蚀缝隙腐蚀这三类是腐蚀的主要表现形式。

其中，点蚀改变飞机结构的应力分布，引起局部应力集中，从而形成腐蚀疲劳裂纹；剥蚀和缝隙腐蚀使蒙皮、桁条等构件的厚度减薄，大大降低材料的强度，增大应力，最终导致构件裂纹，甚至断裂。

在飞机结构修理中，构件中存在应力腐蚀裂纹是一个常遇到的实际问题。

例如，1L-18飞机上翼面处的大量B94铝合金铆钉产生了应力腐蚀裂纹。

应力腐蚀裂纹通常都很小，宽度较窄，没有引起人们注意的特征，又因常被腐蚀产物覆盖，所以很难发现，有时需要采用无损探伤技术进行检查。

构件发生应力腐蚀断裂时，常常是在事先没有明显预兆的情况下突然发生，因此对飞机的飞行安全危害较大。

一般来说，腐蚀坑洞是应力腐蚀裂纹的主要萌生源。

对 材 料 起 腐 蚀 作 用 的物 质 中 ， 是 最 主要 的 ， 的作 用 可 以概 述 水 它 腐蚀 控 制是 实 现 飞机 结构 长 寿命 、 可 靠 性 、 维 修 成 本 的重 要 高 低 如下 ： 在一 定 条 件 下 ， 水是 一 种 腐 蚀 剂 。水 还 是 一 种 电 解 质 ， 能溶 解 大 保 证 。为 提 高 飞机 ， 其 是 特 种 飞机 ， 水 上 飞 机 、 载机 的安 全 使 用 尤 如 舰 量 的 离子 ， 而 引起 金 属腐 蚀 。在 大气 环 境 下 停 放 或 工 作 的 飞 机 的腐 从 寿命 ， 低 维 护 费 用， 证 飞 行 安 全 ， 须 认 真研 究 探 索 飞 机 的腐 蚀 规 降 保 必 蚀， 实质 上 是 水 膜下 的 电化 学 腐蚀 。 律及 腐 蚀 损 伤 机 理 ， 传 统 的腐 蚀 控 制 技 术 与 新 兴 的 防 腐 手 段 结合 起 把
２１ ０ ０年 第 １ 期 １
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｎ
Ｏ机械 与电子。
科技信Ｊ ｜ Ｌ
浅谈飞机的腐蚀原因与防护措施
梁 定 平 ’ 刘 钧 贤 ’ 郭 龙 （． １中国人 民解 放 军 ９ ０ ６部 队 广 西 桂 平 ５ ７ ０ ： ２５ ３ ２ ０ ２中 国人 民解放 军海军 航空工 程学院 青岛分 院 山东 青 岛 ２ ６ ４ ） ． ６ ０ １
备 ， 成 电路 漏 电 ， 速 有机 材 料 老 化 等 。 造 加 空气 中含 有 的 、 直径 较 大 的颗 粒 一 般 叫 沙 尘 。 沙 尘对 航 空 装 备 影 １ ３ 温度 ３＿ 响很 大 ， 可 造成 航 空 装 备 表 面擦 伤 ， 涂层 失 去光 泽 ， 生 龟 裂 和 脱 它 使 产 夏季 飞机 从 地 面 飞 到 １万 米 高 空 ，温 度 变 化 可 从 ＋ ＯＣ 一 Ｏ ： ４ 到 ５ ℃ 落从 而失 去 保 护作 用 。 金 属表 面擦 伤 后 ， 当 易受 湿 气 ， 水 和海 雾 的侵 雨 在高 空进气道 气流温 度可降 至一７ ，蒙皮温 度有 的区域 可降至一 ｌ℃ 蚀 。 当飞 机低 空 飞行 或 起 飞 降落 时 ， 尘使 机 翼 前 缘 、 头 前 部 、 动 ２ ℃。温 度 影 响 主要 表现 在 ： 沙 机 发 ２ 当空 气 温 度 变 化 大 ， 起金 属 表 面 凝 霜 ， 引 机前 罩 等 部 位 的 漆 层 脱 落 。 同 时 ， 尘 能 引起 酸 、 沙 碱和 氧 化 等 化 学 作 １１ 空气 中的 颗 粒 和太 阳辐 射 ．

1）不应把电位属性相差过大的金属连接在一起； 2）采用合理的表面处理技术来提高相互接触的两种材料的相容性； 3）应避免出现大阴极、小阳极的不合理结构； 4）用绝缘材料将两金属隔开； 5）使水分不在接触点积聚和存留，用防腐漆或沥青涂覆接触区及其周 围。
二、飞机结构的腐蚀
1.飞机常见腐蚀类型 （2）局部腐蚀——④缝隙腐蚀
形成原因： （1）飞机外部。由于未加涂层的铝件、紧固件表面受外界侵蚀而产生 腐蚀，因此大气污染起了主要作用。 （2）飞机内部。最易发生腐蚀的地方是厨房或洗手间，原因是液体的 凝积、溢出和泄露；还有弯管处，因该处液体排放常被堵塞。 应对措施：选择合适的材料或涂镀层、缓蚀剂和电化学保护等。
二、飞机结构的腐蚀
1.腐蚀防护基本方法
（1）改善金属的本质 （2）形成保护层
1）金属的磷化处理——钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸 盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜。
2）金属的发蓝处理——将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中， 加热处理，其表面即可形成一层厚度为0.5~1.5μm的蓝色氧化膜（主要成分 为Fe3O4），以达到钢铁防腐蚀的目的。
学习目标
➢ 素质目标 [1] 具备“敬仰航空、敬畏生命、敬重装备”精神；； [2] 具备良好的质量意识； [2] 具有较强的安全生产、环境保护意识。
பைடு நூலகம்
主要内容
一、腐蚀理论基础 二、飞机结构的腐蚀 三、飞机结构的防护
一、腐蚀理论基础
1.金属腐蚀定义
金属腐蚀是指金属材料受周围介质的作用而损坏。 腐蚀一般可按以下方式分类： 按腐蚀的机理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀； 按腐蚀的形式，可分为全面腐蚀和局部腐蚀； 按产生腐蚀的条件，可分为应力腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀和微 生物腐蚀等。

美国航空装备环境腐蚀防护与控制要求航空装备腐蚀防护与控制涉及到环境学、金属腐蚀学、表面防护工程、结构细节设计、损伤容限和耐久性、无损探伤技术及结构维护修理等多专业/学科。

在《飞机结构完整性大纲》美国最新版本《MIL-HDBK-1530B(2002.7.3)》中已将“腐蚀防护与控制”与“损伤容限”、“耐久性”并列，作为结构损伤容限和耐久性设计的一部分；在《飞机结构通用规范》美国最新版本《JSSG-2006》中对设计要求、参数和方法规定更全面、更详细。

《MIL-HDBK-1530B》指出：“腐蚀防护和控制的目标是控制与腐蚀有关的维护费用，并保证不引起飞行安全/结构完整性的问题，同时腐蚀防护也应是研制和实施耐久性与损伤容限控制程序及机队管理程序的一个主要考虑的问题，而材料与工艺、表面处理、镀涂层都应是满足目标要应用的基础”。

《MIL-HDBK-1530B》规定的腐蚀防护与控制设计准则是：a.允许使用中常规检查；b.因漏检的裂纹、缺陷和其它损伤的扩展而造成飞机失事的概率减至最小；c.使开裂、腐蚀、剥离、磨损和外来物损害的影响减至最小。

新规范《JSSG-2006》规定的腐蚀防护与控制设计的总要求是:机体应设计成在设计载荷/环境谱作用下，在整个使用寿命期内必须具有足够的耐久性，其经济寿命按期望的裕度大于使用寿命，使能产生诸如漏油、操纵效率降低、座舱压力下降等严重维护和功能问题的开裂与材料退化减至最少。

机体结构在规定的使用寿命期内不应要求作任何检查，表面防护还应满足以下附加要求：a.难以检查、修理、更换或过分增加用户经济负担的结构，在机体的使用寿命期内保持有效；b.对其它结构在规定的时间间隔内保持有效。

这些规定的时间间隔为使用寿命的一个百分比值，并与机体外场检查维修间隔相当。

例如美国F-15 飞机要求十年内无须进行与腐蚀有关的定期维修。

新规范《JSSG-2006》规定的腐蚀防护与控制设计的目标、准则与总要求,新规范还对其特别要求的设计参数及技术作了较详细的规定,主要有：a.环境机体设计应满足在规定的飞机使用环境条件中工作的要求，包括大气（标准大气、热大气、冷大气、典型大气）及化学、热和气候环境（地面环境、舰上环境、空中环境、人为环境等）。

设 计是关键 ， 它决定 了飞机结构 固有抗腐蚀特性 ， 在飞机全 寿命期 内各个 阶段的腐蚀控制工作 中起着决定性 、 关键性作用 。 腐蚀会对飞机机体结构带来严重危害， 如何防止外界水介质等 浸入 ， 以及机体 内冷凝液排出 ， 进行合理结构设计 ， 选择抗腐蚀的材 料及 良好的表面防护 ， 达到减缓机体腐蚀发生 ， 保证飞机在 寿命 期 内安全飞行 ， 显得尤为重要。 ２飞机结构 防腐蚀原则 对暴露在腐蚀环境 中的机体结构 ， 应采取腐蚀防护措施 ， 以保 证飞机结构满足耐久性要求 ， 使腐蚀 、 脱层 、 磨损及 由腐蚀导致的其 它损伤减至最低限度 。结合制造和使用维 护中的腐蚀控制措施 ， 保 证飞机在使用环境下 ， 不 出现危及飞行安全 的腐蚀损伤。并无需在 规定的期限 内进行与腐蚀直接有关的修理 。 在制定腐蚀控制方案时
面处理和防护技术 以及应力 和变形的控制等。是一门多专业 、 跨 学 翼腐蚀Ｅ 匕 机身、 尾翼严重。 机冀的腐蚀主要集中在主要受力构件上， 科的综合技术 ， 也是一项从设计开始 ， 贯 穿于方案论证 、 结构设计 、 梁缘条 、 梁腹板、 长桁 、 对接型材等 。尾翼的腐蚀主要集 中在蒙皮及
科 技 创 新
２ ｏ １ ４ ￣ ｍ１ 期Ｊ 科技创新与应用
飞机结构腐蚀 防护和控制研究
肖 瑶
（ 海装 西安局 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ） 摘 要： 按结构防腐蚀 总则 、 飞机腐蚀情 况、 选材要求、 结构件的表 面防护等项 内容， 对飞机结构腐蚀防护和控制进行 了全面分析 研 究， 保证飞机在寿命期 内飞行安全。
９ ０ ％。而 Ｈ ， Ｓ Ｏ 。 改性过 的煤矸石的除磷效果较差 ， 不如以上两种。 参 考 文献 由图 ５可知 ， 在ｐ Ｈ为 １ Ｏ时 ， 去除率最高为 ７ ５ ． ４ ％， 在ｐ Ｈ值 ＜ ６ 时， 去除率呈明显的下降趋势 。而 ｐ Ｈ ＞ １ ０时， 去除效果也明显下降 。 ［ １ ］ 苏深， 李美生 ， 崔杏雨等． 阳泉煤矸石 的综合利用分析［ Ｊ ］ ． 煤矸石转 因此 ， 应控制 ｐ Ｈ值在 ６ — １ ０ 之 间时， 去除效果较好 。 化， ２ ０ ０ ４ ， ２ ７ （ ｓ ｕ ｐ ） ： ５ ７ － ５ ９ ． 选择 ｐ Ｈ ＝ １ ０ ， 研究煤矸 石投入量不 同时 ， 对磷 酸根离子去 除效 【 ２ 】 顾 炳伟． 利 用煤矸石合 成 ４ Ａ分子 筛初探 ［ Ｊ ］ ． 江 苏地质 ， １ ９ ９ ７ ， ２ １

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图13：水份和脏物通过地板接缝、螺钉孔缝隙渗入并沉
积造成滑轨梁的表面腐蚀和分层腐蚀。
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图14：排水通道不畅及货舱污水渗入沉积，至使多处分
层腐蚀。
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图15：该连接板位于大翼根部，是由整块铝板通过铣
削加工而成。铣削加工使得晶粒未端暴露，当 某区域保护层（如漆层）失效时，湿气易会侵 入裸露晶间，造成分层腐蚀。
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腐蚀的检查
3. 外露的接头。外在的接头和支架因磨损或表 面漆层损伤而腐蚀。 (a) 水平安定面和垂直安定面接头 (b) 发动机安装接头 (c) 起落架舱内的液压和电缆支架 (d) 机翼前后梁外露区域的液压和电缆支架
4. 地板梁和增压腹板。应通过检查确认地板下 溢出物有无导致地板梁或增压腹板的腐蚀。 厨房、门口、厕所和电池舱附近的区域需要 特殊的注意。
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（2）仪器检查
检测腐蚀损伤最有效的方法：
X光检查 电涡流 超声波 渗透检测法 磁粉探伤法
仪器检查的作用：
能检查隐蔽部位，避免进行昂贵费时的拆卸； 能测量和估算腐蚀造成材料的损失;； 能检验腐蚀是否已经完全排除； 能探测并确定可疑的裂纹尺寸。
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厕所的污水和污物排出过程中出现渗漏， 长期积聚在支架表面上造成该处深度腐蚀。
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由于飞机结构的特点及使用的情况，货舱地板产生震动，使在
安装过程中的密封胶、减震胶松动脱落，水分、脏物容易进入接缝

化学腐蚀 化学腐蚀：金属与周围干燥介质或非电解 质直接发生化学反应而引起的腐蚀。如高 温氧化，高温高压氢腐蚀。 化学腐蚀特点：电子直接交换（无电流） ，氧化膜

金属在电解质中，形成腐蚀电池，引起阳极金属的腐蚀。称为电化学腐蚀。 1、腐蚀电池形成的条件 如图 2 所示，氧和氢是通过极性键互相连接的。在水分子中，极性键的键角 为 105°,这样的结果，使得水分子中正电中心和负电中心不重合。所以，水分 子具有极性。即其一端显示正电性，而另一端显负电性。




事后查明，机身破坏的起始点是BS446附近，沿着S— 10L的接缝上，腐蚀部位有裂纹。按照维护规定，要对该 部位进行涡流探伤检查。 但是，航空公司为了经济效益好。安排白天飞行，晚上检 查。由于维修人员夜不观色因素的影响。使得涡流检测效 果降低。 正是这次事故，引起联邦航空局颁发了有关检查机身搭接 缝的通告。并引起国际航空界对于老龄飞机维修工作，尤 其是腐蚀与防护的重视。这个例子很能说明，预防飞机腐 蚀对安全飞行的重要性。 本章主要讲解金属的腐蚀原理与分类，学习飞机腐蚀常见 的形态与维护，并简要介绍飞机常用金属件的防腐措施
2）点蚀的形成 点蚀核是由于介质中活性阴离子（ Cl— ，I— ，F—等）被吸 附在表面膜中某些缺陷处引起的。如金属表面的不均匀性使钝 化膜某些部位较为薄弱，容易被击穿。当某些区域有溶解氧或 其它有害杂质存在时，也容易首先被腐蚀。 3）点蚀的危害 点蚀的失重虽然不大，但被腐蚀露出的裸体金属是阳极，它与 作为阴极的钝化膜相比，面积很小和点蚀坑内封闭电池形成的 自催化酸化，二者使阳极溶解速度很快，严重时会引起管壁穿 孔、泄漏而造成意外事故。另外，点蚀使还能诱发或加剧晶间 腐蚀和应力腐蚀等。 4）措施：避免或减少卤族元素、注意回路材料的表面均匀性， 限制有害杂质进入冷却剂，如汞、铅等。

飞机结构腐蚀防护和控制研究按结构防腐蚀总则、飞机腐蚀情况、选材要求、结构件的表面防护等项内容，对飞机结构腐蚀防护和控制进行了全面分析研究，保证飞机在寿命期内飞行安全。

标签：飞机结构；腐蚀防护；控制1 引言腐蚀是飞机结构的主要损伤形式之一，在飞机结构的各类损伤中，开裂和腐蚀分别居第一位和第二位，各占飞机全部结构损伤的29%和20%，而裂纹往往又由腐蚀所引起，受腐蚀影响而加速扩展。

腐蚀损伤不仅使结构强度降低，系统和附件功能失效，而且大大降低飞机的使用寿命和日历寿命，严重影响飞行安全。

近年来，我国的军用和民用飞机出现了普遍和严重的腐蚀问题，有关部门对此予以高度重视，组织开展了一系列研究，并取得了一些研究成果。

腐蚀控制是保证飞机结构完整性的重要方法，是结构耐久性设计的重要内容，是实现飞机结构长寿命、高可靠性、低维修成本的重要保证。

飞机结构腐蚀控制技术是防止和延缓飞机结构腐蚀。

以保证结构完整性的工程科学技术。

它涉及到结构构型、材料、工艺、表面处理和防护技术以及应力和变形的控制等。

是一门多专业、跨学科的综合技术，也是一项从设计开始，贯穿于方案论证、结构设计、生产制造和使用维护等各个阶段的系统工程。

在这项系统工程中，设计是关键，它决定了飞机结构固有抗腐蚀特性，在飞机全寿命期内各个阶段的腐蚀控制工作中起着决定性、关键性作用。

腐蚀会对飞机机体结构带来严重危害，如何防止外界水介质等浸入，以及机体内冷凝液排出，进行合理结构设计，选择抗腐蚀的材料及良好的表面防护，达到减缓机体腐蚀发生，保证飞机在寿命期内安全飞行，显得尤为重要。

2 飞机结构防腐蚀原则对暴露在腐蚀环境中的机体结构，应采取腐蚀防护措施，以保证飞机结构满足耐久性要求，使腐蚀、脱层、磨损及由腐蚀导致的其它损伤减至最低限度。

结合制造和使用维护中的腐蚀控制措施，保证飞机在使用环境下，不出现危及飞行安全的腐蚀损伤。

并无需在规定的期限内进行与腐蚀直接有关的修理。

在制定腐蚀控制方案时必须遵循以下一般原则：2.1 正确处理产品的使用功能、使用寿命与腐蚀控制投资费用之间的关系。

据统计，铝和铝合金要占一架飞机总重量的70%，而飞机的构造件大局部是由铝合金材料构成。

铝合金构件的损伤形式有多种，如疲劳断裂、裂纹、变形、磨损等，其中腐蚀是最常见的损伤形式之一。

由于腐蚀造成的事故占飞机全部损伤事故的 20%，这个问题在老龄飞机上变现的尤为突出。

由于腐蚀问题的存在，往往缩短飞机构造件的使用寿命，甚至还危及飞行安全。

如 1988 年Aloha 航空公司的波音737 飞机发生空中事故，经过事故调查后认为：由于机身增压舱纵向蒙皮搭接接头处一排铆钉孔，在服役的热带海洋环境和循环增压载荷作用下，引起了不行检测的多条腐蚀疲乏裂纹，从而引起事故。

因此，腐蚀问题不容无视，这就需要我们在航空修理过程中加强检查与掌握。

飞机构造件的腐蚀是飞机在使用环境中随着时间推移而发生的化学累积性损伤。

作为电化学反响，必需同时具备三个条件才能发生，即活性金属、腐蚀环境〔介质〕和导电通路。

同时，它又作为与时间有关的损伤，需要肯定时间的累积才能发生，并且要求在肯定的损失范围之内就进展维护和修理。

一般民航和军航的飞机修理规定：腐蚀损失深度不超过蒙皮厚度的 10%。

腐蚀的种类很多，通过对飞机铝合金材料构件腐蚀状况的统计和分析得知，点蚀、剥蚀缝隙腐蚀这三类是腐蚀的主要表现形式。

其中，点蚀转变飞机构造的应力分布，引起局部应力集中，从而形成腐蚀疲乏裂纹；剥蚀和缝隙腐蚀使蒙皮、桁条等构件的厚度减薄，大大降低材料的强度，增大应力，最终导致构件裂纹，甚至断裂。

在飞机构造修理中，构件中存在应力腐蚀裂纹是一个常遇到的实际问题。

例如，1L-18 飞机上翼面处的大量B94 铝合金铆钉产生了应力腐蚀裂纹。

应力腐蚀裂纹通常都很小，宽度较窄，没有引起人们留意的特征，又因常被腐蚀产物掩盖，所以很难觉察，有时需要承受无损探伤技术进展检查。

构件发生应力腐蚀断裂时，常常是在事先没有明显预兆的状况下突然发生，因此对飞机的飞行安全危害较大。

一般来说，腐蚀坑洞是应力腐蚀裂纹的主要萌生源。

正确去腐蚀的方法
• （4）修理件材料尽量选取与相邻结构相容的材料，尽可能电位 相当；复合材料与合金材料之间也要相容，碳纤维树脂板与铝合 金材料不能直接接触。 • （5）在腐蚀环境下，被连接件与紧固件之间尽量相容。 • （6）安装钢、钛合金的零件，其配合表面应涂密封胶湿安装。 • （7）钢修理件一般应局部镀镉或恢复原涂层；或涂两道底漆。
缝隙腐蚀
小孔腐蚀
• 金属表面产生的针状、点状、 小孔状的一种极为局部的腐蚀 状态，或称为孔腐蚀，俗称"麻 坑"。点腐蚀通常产生在金属表 面的保护膜不完整或破损处， 当保护膜损伤后，这种腐蚀最 容易发生在晶粒边界、夹杂物 或缺陷处。常见于结构螺栓光 杆上极容易成为疲劳源，使螺 栓迅速疲劳断裂。
均匀腐蚀
பைடு நூலகம்
自然环境因素对腐蚀的影响
人为因素对腐蚀的影响
• 飞机制造缺陷：
• 为了让飞机自身重量尽量的轻，而承载能力尽量的大，飞机设计 的时候，大部分材料使用的是2024和7075的铝合金。而需要强度 大或有耐磨要求的地方又不得不使用钢件或铜件。因此带来不同 的金属相接的问题，造成不同金属之间的电位差和导电通路。而 各个部件组装在一起时，缝隙会存水和赃物形成电解质。有些结 构由于受力的需要又处于高应力状态形成应力腐蚀的根源。而在 制造过程中，由于生产工艺不当，保护性涂层做得不好，缺乏腐 蚀控制措施等等原因，都可能带来腐蚀的隐患。
剥蚀 丝状腐蚀
• 剥蚀
• 是晶间腐蚀的一种，发生在金属晶粒边界，多出现于由合金材料 制成的挤压型材。 • 丝状腐蚀 • 丝状腐蚀是表面喷有漆层的铝合金表面腐蚀，腐蚀产物将漆膜拱 起，外观像丝状或网状，是特殊形式的缝隙腐蚀。通常是紧固件 头部的漆层老化开裂后形成缝隙，雨水和潮湿气体进入后形成缝 隙腐蚀。出现丝状腐蚀的主要部位是机身后部的下蒙皮。

对于民用航空飞机结构腐蚀防护的控制研究摘要：由于各飞机所处的地理环境无法选择，潮湿恶劣的天气无法改变，各种工业气体和灰尘日益复杂多样，飞机随时间不断老化，使腐蚀难以避免，这就必须让飞机维护人员严格按飞机操作维护规程执行。

对于飞机维修人员在维修工作中按照工艺卡或工作指令的要求，认真执行，对每一个环节，每一道工序都应仔细地完成。

现场维修检验人员也要严格检查。

只有这样，防腐质量才能提高，防腐的效果才能日益保证，才能把腐蚀所造成的影响和危害降到最低。

关键词：民用航空飞机；结构腐蚀；防护控制前言：飞机在长时间的服役与飞行过程中，机身结构所产生的疲劳破坏程度会随着时间的延长而不断积累损伤，并在经历多次交变应力循环后出现机身结构腐蚀、疲劳破坏等问题。

而在机身结构出现严重腐蚀问题时，也会促使机身结构上出现疲劳裂纹。

为确保飞机飞行安全，必须做好飞机结构的腐蚀防护与控制工作。

1、飞机结构防腐研究的重要性对于飞机来说，机体结构的形式、制造材料的选定、使用环境的勘测都是决定其安全性能的关键因素。

结构腐蚀对飞机安全产生性的影响是非常大，它直接影响着飞机的飞行安全和经济效益。

在世界的航空史中，因为结构腐蚀而引发的责任事故数不胜数。

虽然说飞机是当代最安全的交通工具，但一旦发生事故，那么飞机内乘员的生还率是极低的。

比如在1985年，日本的一架客机因为结构腐蚀，致使机翼直接发生断裂，造成客机坠毁，机内500人无一人生还；美国的彗星式客机、战斗机等坠毁事件都是国际上影响较为广泛的典型事故。

它们的主要原因就是飞机的内部结构和机翼内部产生了积水，导致飞机结构中的氯离子、硫化物等物质会与潮湿的空气或者水发生化学反应，使得飞机内部的金属被腐蚀，最终造成了飞机的坠毁。

与此同时，飞机的结构腐蚀不仅威胁人们的生命安全，还给飞机用户带来了很大的维修负担。

从维修的角度来看，飞机的内部结构和工作系统都很复杂，所需要的控制设备和手段也都不同。

飞机出现问题之后，所需要的维修费用高，且维修之后的飞机在使用性能上大大降低，不利于飞机后期的飞行。

【 要】 摘 飞机 腐蚀是不可避 免的 问题， 空界 因腐蚀 问题 造成的飞行 事故频频发生， 航 不仅直接影响飞行安全 ， 还给航 空机 务工程工作 带来 了沉重的负担， 并造成维修 费用的提高和飞机 寿命 的降低 。 本文详细分析 了飞机腐蚀的种类， 根据腐蚀 的特 点及表现形式， 了相应的检 查方 介绍 法及 去除方法。最后有针对性地提 出了各种防护措施 。
【 关键词 】 飞机腐蚀 ： 腐蚀原 因腐蚀去除
。 引 言
目前， 飞机的服役期一般都要在 ２ 年以上从飞机 的整 体情况来 ０ 看， 飞机结构腐蚀 比机械疲劳问题更为严重。在航空史上闼 腐蚀问题 造成的飞行事故屡屡发生， 国内某航空公 司 ２ ０ 年 连续 发生 ３ 如 ０４ 架 Ｂ ３ 飞机 因腐蚀更换龙 骨梁的事件 ． 蚀已经对飞行安全构成 了威 ７７ 腐 胁 腐蚀直接影 响着飞机 的使用寿命和安全可靠性 ． 因此 ． 世界上许多 航空公司都把解决腐蚀 问题提到 日 程上来 英 国彗星式客 机和美 国 环保要求 ． 是一种性能优 良的飞机表面 防腐清洗剂 。 目 前此类 材料已 ＦＩ战斗机坠毁事件， Ｉ Ｉ 是国际上著名 的应力腐蚀典型事故， 因此， 飞机机 在飞机上使用 体的腐蚀， 特别是结构件 的应力腐蚀和疲劳腐蚀， 往往会造成灾难性事 ③表面硬膜脱水防锈剂 故． 危及人们 的生命 和财产安全 。 当飞机表面材料 出现意外损伤 露出基体材料 时． 在外 场使用该 可 对于现役 飞机来 说 ．解决腐蚀 问题 的关键措施之 一就是腐蚀检 材料进行临时性防护 ． 使用寿命一般 为 ６ 个月到 １ 年 测。如果机务人员 能够及时 、 准确 、 有效的发现腐蚀 。 就可 以按照手册 ２ 采用有效的防腐蚀技术 ＿ ３ 进行修理 ． 避免腐蚀发展到严重程度而造成重大的经济损失和安全危 飞机 由于其特殊的使用环境和高的使用频率 ． 做好 日常的防腐 仅 害 维护和保养工作是远远不够的 ． 应当根据 实际腐蚀 环境和飞机经常 出 现的腐蚀情况 ． 采取有针对性的防腐蚀技术 。 １ 腐 蚀 的 有 关概 念 ①提高金属的抗氧化能力 １ 飞机结构腐蚀 ． １ 如果 在制造过程 中对 铝和铝合金及 时进行 热处理 ．形成致 密的 是指飞机使用过 程中 ． 其结构在周 围环境因素 的作用 下 ， 构件 的 Ａ２。 １ 氧化膜 ， ０ 可使铝在正常环境下 的抗氧化性 明显提高 ， 如果采用只 材料发生变质或破坏 。 使构件无法满足原有的设计要求。 氧化铝不氧化铜的热处理方式进行 预处理抗 氧化性能的改善更显著。 １ 电化学腐蚀 ． ２ ②对于应力腐蚀 的处置 金属材料 （ 或元素 １ 电解 质溶 液接 触时， 与 在界面上发生有 自由电 ａ ． 选用耐蚀材料 。碳钢对应力腐蚀 的敏 感度很低 ． 是一种 耐应力 子参加 的广义氧化和还原反应 ． 使金属材料 以及晶格之间 的排列顺序 腐蚀 的材料 近年来开发 了多种耐应力腐蚀 的不 锈钢 ． 主要有高纯度 发生改变 ． 从而改变了原有金属 的物理 、 化学 、 机械等性能。 奥氏体镍铬钢 、 高硅奥 氏体镍铬钢、 奥氏体 双相钢等 。 双相钢在高温高 １ 应 力 腐 蚀 ． ３ 压中的抗腐蚀性能尤其优越 。 同时还具有抗 点蚀 （ 抗小孔腐 蚀） 抗缝 、 结构件在拉应 力及腐蚀介质 的共 同作用下而产生 的腐蚀现象 ． 一 隙腐蚀 的性能 般 出现在高接应力 区域 ， 这类腐蚀 的危 害性最大 而， 压应力 可以抑 制 ． ｂ在设计金属设备 结构时要力 求合理 ． ． 尽量减少应 力集 中 ． 也可 应力腐蚀 。通常应力腐蚀呈树枝状 ， 裂纹常被腐蚀物覆盖 ， 因此 ， 很难 用喷丸处理使金属表 面拉应力变为压应力 被发现［ １ ＿ ③ 大气腐蚀 的防护措施 大气腐蚀是飞机最具普遍性的腐蚀方式。 沿海地 区的高温 、 高湿 、 ２ 应对腐蚀的对策和措施 高盐分空气对 飞机 的腐蚀尤为严重 。 大气腐蚀的防护措施 主要有暂 时 可 以从设计制造 、 维护保 养和使用环境等 多方面人手提 高铝合金 性保护和长期 性保护两种 暂时性保护主要解决飞机在制造、 运输 、 贮 结构 的抗腐蚀能力 存过程 中的腐蚀 问题 ， 常用方法有 ： ２１ 防腐蚀性设计 ． ａ． 水溶液缓蚀法。利用缓蚀剂分子在金属表面生成不 溶性 的保护 腐蚀虽然只发生在使用阶段 ． 但其产生原 因却 隐含 于各个 阶段 ． 膜 ， 将金属表面从 活化态转化为钝化态 。 常用的缓蚀剂有亚硝酸盐 、 磷 因此可在各阶段实施解决 方法 ． 中防腐蚀设计 占有重要地位 。防腐 酸盐 、 其 苯甲酸等 蚀设计是指在装备设计阶段就充分考虑 防腐蚀方 面的要求 ． 合理 进行 ｂ ． 防锈油缓蚀法 。防锈油是 以矿物质为基体添加油溶 液缓蚀剂 和 的设计 ． 大大减轻甚至消除腐 蚀可能造成 的危 害 防腐蚀设 计包括以 辅助添加剂 （ 氧化剂 、 抗 防霉剂 、 消溶 剂） 配成 的， 可用 浸涂 、 刷涂或 喷 下几项基本 内容 涂等方法涂 覆在金属 表面 以达到防腐蚀 目的． 也是飞机在制造 、 运输 、 ①确定使用环境时 ， 考虑特殊使用环境下 的腐蚀因素。 充分 贮存过程中主要的防腐蚀方法 。 以通过电镀 、 可 添加有机涂层 、 浸镀 热 ②针对不 同的使用环境 。 对材 料进行选择 ． 采取不 同的制 造工 金属 、 并 磷化或钝 化等方式实现对铝合金在大气条件下的长期保 护。 艺提高飞机抗腐蚀能力 ２４ 加强 日常的防腐蚀维 护 ． ③对易腐蚀部位和结构采用特殊 的防腐蚀设计 ． 提高其可靠性 。 ① 定 期 清 洗 ２ 使用先进的防腐蚀材料 ． ２ 保持飞机结构表 面清洁 ． 是机体防腐蚀 的基本要求 飞机在使用 ① 飞机 内部连接件防护材料 和维护过程中 ， 不可避免地会积 留沙尘 、 金属碎屑 以及其他腐蚀 介质 ， 飞机 内部连接件防护材料具有极强 的渗透性和水置换性 ． 可将结 这些物质吸收潮气 ． 将加重局部环境 的腐蚀 。金属屑不仅会 划伤飞机 构缝隙处 、 机体材料孔 隙中的水分 、 水性腐蚀介质置换 出来 。 同时形 成 表面 ． 破坏机体表 面防护层 ． 还可 能与结构基体金 属材料之 间产生 电 层保护膜 ． 防止腐蚀介质再 次侵入 而使结构发生腐蚀 。对 于已发生 化学腐蚀。 腐蚀 的结构材 料 。 使用连接件 防护 材料可 以减缓腐 蚀的发展 ． 可保 并 ②定时检查和及 时修复 证使用部位在一个 大修期 内无腐蚀 这类材料适用于飞机内部连接结 零部件防护层通 常由镀层和表面涂层构成 。 厚度 （ 下转第 ３ ７页 ） ５ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ

航空材料与腐蚀防护讲义（腐蚀与防护部分）第⼀章绪论1.1 材料腐蚀的基本概念腐蚀是⼀种⾃发过程。

腐蚀是由于环境作⽤引起的材料的破坏和变质。

从这个定义可以看出，材料（或结构）是否会发⽣腐蚀破坏，既取决于材料本⾝的性质，也与环境有关。

导致材料发⽣腐蚀的环境因素构成了腐蚀环境。

腐蚀环境包括总体环境（⼤⽓环境）和⼯作环境。

随着⾮⾦属材料（塑料、橡胶，以及树脂基复合材料等）越来越多地⽤作⼯程材料，⾮⾦属材料的环境破坏现象也越来越引起⼈们的重视。

因此，腐蚀科学家们主张把腐蚀的定义扩展到所有材料（⾦属和⾮⾦属材料）。

环境因素可以是机械的、物理的或化学的。

如载荷造成的断裂和磨损，光和热造成的⽼化，氧化剂造成的氧化等。

从这个意义来说，所有的材料破坏都可认为是腐蚀。

这是腐蚀的⼴义概念。

但由机械的或物理的因素造成的材料或结构破坏，以及某些材料的⽼化等破坏形式，有专门的研究⽅法。

所以通常所说的腐蚀是指由于环境因素与材料之间发⽣化学反应造成的破坏。

这是腐蚀的狭义概念。

本课程中将主要介绍⾦属材料由于环境中化学因素造成的腐蚀及其控制。

1.2 研究材料腐蚀的重要性材料腐蚀问题遍及国民经济的各个领域。

从⽇常⽣活到交通运输、机械、化⼯、冶⾦，从尖端科学技术到国防⼯业，凡是使⽤材料的地⽅，都不同程度地存在着腐蚀问题。

腐蚀给社会带来巨⼤的经济损失，造成了灾难性事故，耗竭了宝贵的资源与能源，污染了环境，阻碍了⾼科技的正常发展。

⼀、腐蚀给国民经济带来巨⼤损失以⾦属材料为例，每年由于腐蚀⽽造成的经济损失约占国民经济⽣产总值的2%~4%（表1.1）。

这些损失中包含了腐蚀的直接损失和间接损失，包括了浪费的材料和能源、腐蚀引起的原材料或产品的流失或污染、因腐蚀失效⽽损失的设备和结构、腐蚀降低设备性能造成的损失、因腐蚀造成的误⼯停产、因腐蚀导致的维修费⽤、控制腐蚀带来的费⽤，和因腐蚀造成的毒害物质泄漏所污染环境的治理费⽤等等。

表1.1 腐蚀造成经济损失的统计数据国家统计年份腐蚀造成的经济损失占当年国民⽣产总值的百分⽐美国1975 700亿美元 4.2% 1982 1260亿美元-英国1969 13.65亿英镑 3.5%⽇本1976 92亿美元 1.8%苏联1967 67亿美元2%联邦德国1974 60亿美元3%中国1995 1500亿元⼈民币4%⼆、腐蚀事故危及⼈⾝安全腐蚀引起的灾难性事故屡见不鲜，损失极为严重。

海军运8／9系列飞机结构腐蚀维护及修理技术本文简要分析了海洋环境下飞机腐蚀的危害，介绍了飞机腐蚀防护对策与控制措施。

针对我国海洋环境下现役飞机使用环境、腐蚀特点研究制定了外场条件下飞机腐蚀防护对策与措施。

關键词：海洋环境;使用维护;防护技术1.概述飞机腐蚀与其使用环境密切相关。

与内陆地区一般环境条件相比，沿海及海岛环境更为严酷，具有高温、高湿、高盐雾和高强度太阳辐照的特点，飞机结构腐蚀速度及故障率会成倍增加。

就现役飞机而言，研究制定外场条件下的腐蚀防护与控制（简称CPC）措施对于减轻腐蚀对飞机的危害，保持结构原设计、保证寿命内安全及提高飞机日历寿命，降低故障率，避免重大腐蚀故障，保障飞行安全具有重要意义。

2.飞机腐蚀的危害2.1 诱发重飞机故障甚至导致飞行安全事故飞机腐蚀会诱发飞机故障，轻者停飞待修，重者由于突发事故还会带来惨痛的损失甚至造成机毁人亡，严重降低部队战斗力，损失是难以用经济损失来估量的。

例如：2007 年11 月，在密苏里州一架服役30 年的F15 飞机由于腐蚀疲劳导致空中解体，造成全球768 架飞机全部停飞。

2.2 增加修理费用及维护成本飞机腐蚀问题比疲劳问题更为严重，因腐蚀问题造成的飞行事故频频发生，不仅直接影响到了飞行安全，还给部队机务维修工作带来了沉重负担，同时带来维修费用的大量提高。

例如：美军超过50%的工作量与腐蚀有关。

3.飞机腐蚀防护对策与控制措施3.1 健全组织机构美军飞机的使用经验和研究结果均表明，海军飞机机体结构是CPC 的最重要对象，而且建立全寿命期CPC 的高效组织管理体系：a）设计、制造和使用维护等各阶段CPC 的组织管理机构CPC 咨询委员会;b）视情修正/更新CPC 总体技术要求/大纲等顶层指令性或指导性文件;c）建立和完善飞机各阶段的CPC 技术实施程序。

3.2 构建标准体系美军为了降低飞机腐蚀总成本，提高使用性能和系统安全性，研究制定了与腐蚀相关的一系列标准。