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航空液压油之飞机液压油的发展方向(3)

作者:航空液压油 浏览:19 发表时间:2020-03-10 13:38:08 来源:石油化工科学院

航空液压油通用化


随着飞机性能不断地提高,飞机液压系统朝着高温高压方向发展,对于航空液压油抗燃性的要求也将越来越高。由于石油基液压油本身不具备抗燃性的缺陷以及目前合成航空液压油的抗燃性还存在一定的局限性等,研制新型不燃航空液压油来替代现有的可燃型航空液压油是航空液压油发展的必然趋势,航空液压油将向不燃化方向发展。


考虑到军民融合,军用航空液压油和民用航空液压油也应当通用,这样才能在紧急情况下尽可能地提高军事效益。由于军机的改装花费极高,因此应当基于军机液压系统的现状和发展趋势研制能够军民通用的航空液压油,使航空液压油向通用化方向发展。


生物降解型航空液压油


随着对环境保护的不断增强,要求研制无毒,可生物降解,不对环境产生危害的环保型航空液压油也是航空液压油发展的必然趋势。


1996年 ,美国空军开始研制一种既可直接替代MIL-H-5606和 MIL-H-83282又具有生物降解性能的航空液压油 。这种可生物降解的液压油使用温度范围应在 -40 ~ 135 ℃或 -54 ~ 135 ℃之间, 并与现在的液压油相容 , 与现在的系统设计相一致 。


换句话说,要有相似的体积模数 、密度、粘压性能等 。同时希望它兼具 MIL-H-5606和 MIL-H-83282的优点 ,即低温性能 ,耐燃性, 以及135 ℃、168 h的氧化腐蚀安定性 。MIL-H-87257以及所有的候选油都通过了生物降解性能测试。实际上 , MIL-H-83282也接近指标 。最初的试验结果表明虽然这些油都只能部分满足军用规范的要求 , 但是通过配方改进和进一步的研究, 未来研制可直接替换 MIL-H-5606和 MIL-H-83282、并同时具有生物降解性能的航空液压油仍具有可行性。


航空液压油取代防锈液压油作为零件储存用油成为未来发展方向


二壬基萘磺酸钡 (BaSN)作为腐蚀抑制剂成功应用于两种军用防锈液压油 MIL-H-6083和 MIL-H-46170 中。这两种油被美国空军和海军用作零件储存用油。一方面, 使用后的含钡防锈液压油是危险的废料 ,处理起来花费巨大 ;另一方面 , 当储存零件被重新安装到飞机上, 残存的防锈液压油遇高温(>121 ℃)而分解, 分解产物会导致液压系统产生一系列运作问题 。如飞机阀门粘连 、过滤器阻塞 、油泵腐蚀等。 1995年 , 相关部门建议用航空液压油 MIL-H-83282取代防锈液压油来储存零件 。


为了考察可行性, 美国空军实验室与美国 Dayton大学研究院共同进行了航空液压油与防锈液压油对于液压系统零件储存性能的对比试验。将轴承 、活塞和液压泵分别用航空液压油和防锈液压油存放(其中, 由于 MIL-PRF-5606和 MIL-PRF-6083将逐步从军事航空应用中淘汰 , 所以在液压泵储存试验中没有选用这两种油。)。储存 3年 , 每年检查轴承、活塞和油泵腐蚀情况 , 3年后储存油泵进行耐久性测试。结果发现, 无论储存在哪种液压油中的轴承、活塞和液压泵都没有腐蚀 ,储存在航空液压油中的液压泵比储存在防锈油中的液压泵甚至处于更好的状况。


高温航空液压油


未来,随着液压系统操作温度的不断提高 ,如果还用相对不稳定的防锈液压油来储存零件 , 势必会给液压系统带来更多的运作问题。用航空液压油取代防锈液压油储存零件, 不仅可以解决这个隐患 ,还能减少防锈液压油给环境带来的污染 。


高温液压油的研制主要为了满足高性能飞机的需要,用以改善整个飞机的热控制,减少所需要的冷却或绝热系统 。允许在这样高的温度下工作的液体需要有热稳定性和润滑性。候选的高温液压油包括高精制矿物油 , 合成加氢PAO、硅烃 (SiHC)和全氟聚醚(PFPAE)。以前两种为基础油的航空液压油最终有相应的军用规范 MIL-H-27601A和MIL-H-27601B,这两种航空液压油的使用温度范围为-40~ 288 ℃,而 SiHC和 PFPAE可持续使用于温度范围为-54 ~ 357 ℃的环境中 ,但这两种油产量较小, 价格较高 。前三种都属于抗燃液压油 ,而 PFPAE属于不燃液压油 ,并且它的体积模数较小 ,密度较大 , 需要专用的液压系统与之匹配。


航空液压油性能需要提升


长期以来, 为了尽可能减少由于液压油着火引起的飞行事故,提高军用飞机的安全性能 ,美国空军一直致力于航空液压油耐燃性的提高 。由于环保意识的日益增强 , 在兼顾液压油耐燃性的同时, 油品的生物降解性和低毒性也变得越来越重要 。液压系统零件储存试验表明 , 用航空液压油取代防锈液压油储存零件不仅防锈效果好 ,而且可以防止残存的防锈剂给飞机带来的运作问题 ,还能减少对环境的污染 。


未来 ,随着高性能飞机的不断发展, 为了在压力增加、电流刺激、温度升高的情况下油品的性能不会受到影响, 液压油热稳定性的提高也成为发展方向。



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