题目：腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评定关键技术研究及应用

使用寿命是飞机的重要技术指标，它主要包括用飞行小时数（起落数）表示的疲劳寿命和用年限表示的日历寿命。作为飞机载体的飞机结构使用寿命是确定飞机使用寿命的基础。由于飞机的使用条件包括载荷和环境，环境腐蚀对飞机结构的疲劳寿命有着重要的影响，对于在沿海地区使用的海军飞机而言，环境腐蚀的作用更为显著，只有在疲劳寿命中计及环境腐蚀的影响，才能保证使用寿命期内飞机结构的安全。关于腐蚀环境对疲劳寿命的影响（包括地面停放纯腐蚀和空中腐蚀疲劳）以及结合考虑这些影响的腐蚀条件下疲劳寿命评定技术国内外多年来进行了大量研究并取得了显著成果，文献[19］所提出的腐蚀条件下使用寿命评定技术及其在J8飞机中的应用就是一个集中的代表。然而，为将这种评定技术全面可靠地应用于工程实际，有两个重要的关键问题亟待解决： (1) 现有腐蚀条件下疲劳寿命评定技术是以结构关键件（部位）模拟试件的地面停放及空中环境加速试验结果为依据，因此其有效性和适用性需通过合理的全尺寸结构试验加以验证。由于无法进行全尺寸结构在载荷/环境谱下的真实试验，因此，如何实现全尺寸结构验证试验以及如何用其验证评定技术，在技术上有很大的难度，而其验证结论对于确认评定技术的有效性是至关重要的； (2) 飞机的使用环境谱是飞机结构腐蚀的渊源。它包含着地面环境谱和空中环境谱，合理地编制尽可能准确地描述使用环境的使用环境谱是确定飞机各关键部位局部环境，从而建立加速环境谱及其当量加速关系的重要基础，对于腐蚀条件下疲劳寿命评定结果的可信性有着十分重要的作用。当前关于地面环境谱的编制技术与我国地面区域划分的地面环境谱已有一定的技术积累，而对于空中环境谱的编制所需的空中环境因素的空测数据而言，虽有气象、环保部门有关测量数据的基础，但有些重要的环境因素数据尚属空白，多种环境因素随时域及高度变化规律也无可用的研究成果。对于在沿海地区使用的海军飞机而言，空中环境的影响不可低估，对应的空中环境谱编制技术及数据积累势在必行。 本论文即对上述两项重要关键技术进行了深入研究，完成了工作量很大、技术难度高的试验和实测工作，以试验结果为主要依据进行了对应的理论分析和规律研究，取得了如下有明显创造性和工程实用价值的研究成果： (1) 创立了采用在实际载荷环境下使用多年的退役飞机全尺寸结构疲劳试验，验证腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评定技术的方法和途径。完成了服役25年退役的J7I型飞机全尺寸机翼结构的疲劳试验，通过试验结果与用腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评定方法对该退役飞机服役过程后当量一般环境剩余寿命的分析评定结果的对比分析，验证了腐蚀条件下飞机结构疲劳寿命评定技术的工程适用性。同时，建立了用全尺寸结构剩余疲劳寿命试验结果修正地面停放腐蚀影响曲线（C—T曲线）及其当量关系的方法。 (2) 在阐明飞机使用环境谱构成的基础上，广泛收集了气象、环保部门有关空中环境下的一些腐蚀因素数据，重点突破了空中环境因素的航空测量技术，在国内首次完成了大连－青岛－常州沿海不同高度下SO2、NO、NOx、O3、CNC（凝结核浓度）等腐蚀因素（污染物）的数据。采用模糊聚类理论模型确定区域尺度，建立了污染物浓度在同一高度和不同高度的变化规律，在上述研究的基础上提出了沿海地区空中环境谱的编制方法，并给出了典型地区（青岛）的空中环境谱，在空中环境谱编制方面填补了国内空白。与此同时，提出了编制关键部位地面局部环境谱的技术途径和方法，进一步发展了地面环境谱编制技术。 (3) 完成了海军现役J7×型飞机腐蚀条件下的疲劳寿命评定，应用了退役J7×型飞机全尺寸机翼结构疲劳试验对C—T曲线的修正。给出了海军J7×型飞机的使用寿命结论，解决了原J7×型飞机定寿结论不适用于海军飞机的问题，为海军J7×型飞机的寿命管理与使用安全奠定了坚实的基础。