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20世紀40年代(dài)早期 , 飛(fēi)機(jī)設計(jì)師逐(zhú)漸認識到(dào)相對于(yú)機械杆(gǎn)操作系統 ,液壓(yā)系統操作起來反應迅速(sù) 、靈敏(mǐn),更具優勢(shì), 于是(shì)以礦(kuàng)物油為基(jī)礎油的航空液(yè)壓油迅速發展(zhǎn)起來 。美國(guó)空軍(jun1)在 50 年(nián)代初已廣(guǎng)泛使用(yòng)符合美國軍用(yòng)規(guī)範 mil-h-5606的(de)石油基航(háng)空液(yè)壓油(yóu) ,這(zhè)種油的(de)最大特(tè)點是低溫性能好 ,滿足空軍(jun1)在低溫環(huán)境下的(de)使用要(yào)求 。
航空(kōng)液(yè)壓油是飛機液壓系(xì)統的工作(zuò)介質,用于對飛機起(qǐ)落架和襟(jīn)翼的操縱和驅動,對(duì)于飛行安全十分重要。根據飛(fēi)機液(yè)壓系統的(de)結構(gòu)與(yǔ)工作特(tè)點,綜述了(le)航空(kōng)液壓油(yóu)的性能(néng)。介紹了俄(é)羅斯(sī)(前蘇聯),美國和(hé)中國航空(kōng)液壓(yā)油的(de)現狀。随着飛機(jī)性能的不(bú)斷提(tí)高,飛機液(yè)壓系(xì)統朝着高(gāo)溫高(gāo)壓方向發(fā)展,不燃(rán)航空液(yè)壓油是航(háng)空液(yè)壓油的發(fā)展方(fāng)向。為了提(tí)高軍(jun1)事效益,需研制(zhì)軍民(mín)通用的航(háng)空液壓(yā)油(yóu)。随着對環(huán)境保護不(bú)斷增強,要求研(yán)制無毒,可生(shēng)物(wù)降解和不(bú)對環(huán)境産生(shēng)危(wēi)害的(de)環保(bǎo)型航空液(yè)壓油。
前言(yán)
飛機(jī)液壓系統(tǒng)主要(yào)用于(yú)完成(chéng)收放(fàng)起落架及襟翼(yì)等的特定(dìng)操縱(zòng)和驅(qū)動,因(yīn)此有人把航空液壓系統比作飛機(jī)的“肌肉(ròu)”,而(ér)液壓(yā)系統(tǒng)中的工作介(jiè)質航空液壓(yā)油,則稱為飛機的“血液”。
據統計(jì),飛機液(yè)壓(yā)系統的故障占到飛機機械故(gù)障總(zǒng)量的(de)30%左右,其中(zhōng)一半以(yǐ)上(shàng)都與航空(kōng)液壓(yā)油有(yǒu)關,因(yīn)此航空液壓油(yóu)對于(yú)飛行(háng)安全十分重要。
1 航空液(yè)壓油的性能要(yào)求
根據(jù)飛機液壓系統(tǒng)的(de)結構與工作特點(diǎn),對航空液壓油的性(xìng)能提(tí)出了如下要求(qiú):
(1)壓縮性小 航空(kōng)液壓(yā)油(yóu)作(zuò)為飛(fēi)機液壓(yā)系統的(de)能量(liàng)傳遞介質(zhì)以操縱(zòng)飛機起(qǐ)落架(jià)及(jí)襟翼等(děng)特定部件(jiàn),要求(qiú)航空(kōng)液壓油的(de)壓縮性越(yuè)小越好。壓縮性小,則(zé)傳遞(dì)的能(néng)量損(sǔn)失就越少,就越(yuè)穩定(dìng),準确(què),迅速(sù),飛機的操(cāo)縱就(jiù)越靈敏(mǐn)。
(2)适當的運動(dòng)黏度以及(jí)良好的潤(rùn)滑性(xìng)能 當(dāng)航空液壓(yā)油的運動(dòng)黏度過大(dà)時,液壓系(xì)統的(de)摩(mó)擦力會增加,功(gōng)率損失(shī)增大,伺服機(jī)構動作(zuò)遲緩(huǎn);當運(yùn)動黏(nián)度(dù)過(guò)小時容易(yì)産生洩漏(lòu),或導緻液(yè)壓系(xì)統中的運(yùn)動(dòng)部件潤滑不良,因(yīn)此航(háng)空液壓油應具有适當的運動黏度以及(jí)良好(hǎo)的(de)潤(rùn)滑性(xìng)能。
(3)剪(jiǎn)切(qiē)安(ān)定性好 航空液壓油在高壓下通過液壓(yā)泵(bèng)或(huò)液壓(yā)閥等(děng)元(yuán)件(jiàn)間隙時會(huì)受到(dào)機械剪切作(zuò)用(yòng),剪切(qiē)作用會導(dǎo)緻航空液壓油的運(yùn)動黏(nián)度下(xià)降(若(ruò)航空液(yè)壓油中(zhōng)加有黏度(dù)指數(shù)改進(jìn)劑(jì)時會更(gèng)為明(míng)顯),直(zhí)接影(yǐng)響到航(háng)空(kōng)液壓(yā)油的使用,因此要求(qiú)航(háng)空液壓(yā)油的(de)剪切安定性要好。
(4)黏溫性(xìng)要好 航空(kōng)液壓(yā)油的(de)工作溫度(dù)範圍(wéi)很(hěn)寬,要保(bǎo)證航(háng)空液壓系統(tǒng)正常工(gōng)作,就要求航(háng)空液壓(yā)油須具有(yǒu)良好(hǎo)的黏(nián)溫性(xìng)能,在(zài)溫度發生(shēng)變化時,航空液壓油(yóu)的運(yùn)動(dòng)黏度随(suí)溫度(dù)的變(biàn)化不(bú)能太大(dà)。
(5)抗燃性(xìng)好 航(háng)空液壓系(xì)統向高溫(wēn)高壓(yā)方向(xiàng)發展,要求(qiú)航空液壓(yā)油具有良好的抗燃(rán)性,避免液(yè)壓系統因(yīn)故發生洩(xiè)漏時(shí),航空(kōng)液壓(yā)油飛濺到高熱(rè)的金屬部件上(shàng)引發(fā)火災,威脅(xié)飛機的安(ān)全。
(6)抗(kàng)泡沫(mò)性能(néng)要好(hǎo) 飛機在高(gāo)空飛行時(shí)外界壓力(lì)低,溶解在航空(kōng)液壓(yā)油中(zhōng)的空(kōng)氣會析出(chū)産(chǎn)生(shēng)泡沫(mò)。若(ruò)泡(pào)沫不(bú)能及時(shí)消除,就會嚴(yán)重影響到(dào)航空液壓油的(de)壓縮性能(néng),使液(yè)壓操縱失靈,進而影響(xiǎng)到(dào)飛機(jī)的安全飛行,因(yīn)此要求航空液(yè)壓油應具(jù)有(yǒu)良(liáng)好的抗泡(pào)沫性(xìng)能。
(7)熱氧(yǎng)化(huà)安定性要好 航空液(yè)壓油(yóu)長期(qī)處于(yú)高溫環境中,容(róng)易氧(yǎng)化變(biàn)質,産(chǎn)生酸以(yǐ)及不溶(róng)性膠質(zhì),腐蝕或(huò)堵塞飛(fēi)機液壓(yā)系統,對液壓(yā)系統造(zào)成不良影(yǐng)響,威(wēi)脅(xié)到(dào)飛機(jī)的安(ān)全飛行,因(yīn)此要求(qiú)航空液(yè)壓油(yóu)的熱(rè)氧化(huà)安定性要(yào)好。
(8)水解安定(dìng)性要好(hǎo) 航空(kōng)液(yè)壓油中不可(kě)避免地含(hán)有一定的(de)溶解(jiě)水,在高(gāo)溫高壓(yā)下航(háng)空(kōng)液壓油可能(néng)會與(yǔ)水發(fā)生水解反(fǎn)應,産(chǎn)生腐蝕性物(wù)質或者不溶性殘渣,對航空液壓系統産生不良影響(xiǎng)。
(9)潔(jié)淨(jìng)性要(yào)好 飛機液壓系統(含附件)構造(zào)精密,對(duì)于機械雜質十分(fèn)敏感(gǎn),如(rú)果航空(kōng)液壓(yā)油的(de)潔淨性(xìng)不好,含有機(jī)械雜(zá)質,就會(huì)造成液壓系(xì)統嚴重磨(mó)損,甚至堵塞,對(duì)液壓系統造(zào)成極大(dà)的損害。
(10)相(xiàng)容性(xìng)要(yào)好 在飛機液壓系統中,航空(kōng)液(yè)壓(yā)油會(huì)與多種(zhǒng)材料直(zhí)接接觸(包(bāo)括金(jīn)屬與非金(jīn)屬),要(yào)保證(zhèng)液(yè)壓系統(tǒng)正常(cháng)工作,要求(qiú)航空液壓油既(jì)不腐蝕金屬部件,也不溶解非(fēi)金屬密封材料(liào),即與直接(jiē)接觸(chù)材料的(de)相容性(xìng)要好。
2 航空液壓(yā)油的應(yīng)用現狀
2.1 俄羅(luó)斯(前蘇聯)航空液(yè)壓油的(de)應用(yòng)現狀俄羅斯(前(qián)蘇(sū)聯)航空液壓油包(bāo)括醇系航(háng)空液壓油(yóu),石油基(jī)航(háng)空液壓油和合成航(háng)空液壓油,目前(qián)使用後(hòu)兩種,且以石油(yóu)基航空液(yè)壓油(yóu)為主。
2.1.1 醇(chún)系航空液(yè)壓油(yóu)
俄羅(luó)斯(前蘇聯)在20世紀40年(nián)代使用的(de)醇(chún)系航空(kōng)液壓油包(bāo)括СГ液體(乙(yǐ)醇(chún)和甘油(yóu))和СВГ液體(乙醇,甘(gān)油和水(shuǐ)),分别在夏季(jì)和冬季使用。由(yóu)于(yú)СГ 液(yè)體和(hé) СВГ 液體的黏溫性(xìng)能與潤滑性能(néng)不好,不能實現(xiàn)全年(nián)通用(yòng),且對(duì)金(jīn)屬有(yǒu)腐蝕性,被棄用(yòng),由此發(fā)展了石油基航空液壓油。
2.1.2 石油(yóu)基航空(kōng)液壓油(yóu)
俄羅斯(前蘇聯(lián))在20世紀50年代發(fā)展了石油(yóu)基航(háng)空液壓(yā)油,主要(yào)包括(kuò)凡士林液(yè)壓(yā)油 МВП 與АМГ-10液壓油。凡士林液壓油(yóu) МВП 是硫酸精(jīng)制的(de)石油基(jī)油,低溫性能差(chà),現(xiàn)作為儀表油(yóu)使用。АМГ-10 航(háng)空液壓(yā)油(yóu)是 210 ℃~300 ℃的(de)重煤(méi)油餾(liú)分添加黏度(dù)指數改(gǎi)進劑(jì)和抗氧劑(jì)制成的紅(hóng)色透(tòu)明液(yè)體。
АМГ-10 航(háng)空液(yè)壓油的(de) 50 ℃運動黏(nián)度不小(xiǎo)于10 mm2/s,閃點(開口(kǒu))不低于 93 ℃,使(shǐ)用溫度範(fàn)圍為(wéi)-60 ℃~127 ℃,短期可達150 ℃,具有(yǒu)良好的(de)低(dī)溫性(xìng)能和(hé)潤滑性能,不腐(fǔ)蝕橡(xiàng)膠,缺(quē)點是抗燃(rán)性能(néng),抗剪(jiǎn)切(qiē)性能和熱氧化(huà)安定性(xìng)不夠(gòu)好,目前廣(guǎng)泛應用于俄制(zhì)運輸(shū)機和戰鬥(dòu)機的液壓系統(tǒng)。
2.1.3 合成航(háng)空液壓(yā)油
俄羅(luó)斯(前蘇(sū)聯)在20世(shì)紀70年代(dài)研(yán)制(zhì)出了(le)合成(chéng)航空液壓油(7-50С-3合(hé)成航空液(yè)壓油)。該合成航空液壓油是以矽油(yóu)和(hé)雙酯為基礎(chǔ)油制成的黃色(sè)透明(míng)液體,并添(tiān)加了抗氧劑和抗磨劑(jì),20 ℃運動黏度不(bú)小于22 mm2/s,閃點(diǎn)(開口)不低于200 ℃,使用溫(wēn)度(dù)範圍為-60 ℃~175 ℃,短期可達200 ℃。
7-50С-3合成(chéng)航空(kōng)液壓(yā)油的(de)黏溫(wēn)性能、低溫(wēn)性能和熱(rè)安定性均優于石油(yóu)基航空液壓油(yóu),揮發性小、抗水(shuǐ)解(jiě)性好、抗燃性好,不(bú)足(zú)的是與(yǔ)液壓(yā)系統(tǒng)密封(fēng)材料的相容性(xìng)差,主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于超音速飛機的液(yè)壓系統。
2.2 美國航空液壓油(yóu)的應(yīng)用現狀
美國的(de)航空液壓油包括石油基航空(kōng)液壓油(yóu)和合成(chéng)航空液(yè)壓(yā)油。
美國自 20世(shì)紀 40年代(dài)起 ,采用以(yǐ)礦物(wù)油(yóu)為(wéi)基礎油的(de)石油(yóu)基航(háng)空液壓油(yóu) mil-h-5606, 但由于礦(kuàng)物油(yóu)的閃點低 ,當液壓油洩漏(lòu)時(shí), 易發生飛機(jī)着火(huǒ)等(děng)事故(gù) ,于是從 50年代(dài)開始(shǐ)進行磷(lín)酸(suān)酯航(háng)空液(yè)壓油(yóu)的研(yán)制 。磷酸(suān)酯液壓(yā)油的抗(kàng)燃(rán)性(xìng)好(hǎo), 但缺(quē)點(diǎn)是與原(yuán)有的飛(fēi)機液壓系統(tǒng)部件不相(xiàng)容, 因此從 60年代(dài)末美(měi)國開始(shǐ)研(yán)制以 pao為基礎油的耐燃液(yè)壓油(yóu) mil-h-83282, 80年代(dài)研制成功(gōng)并投(tóu)入使用。雖(suī)然 mil-h-83282大大降低了飛機着火(huǒ)的幾(jǐ)率, 但由于(yú)其最低使(shǐ)用溫度為(wéi) -40 ℃, 而 mil-h-5606卻能在-54 ℃的環(huán)境中使(shǐ)用 ,因(yīn)此 mil-h-83282隻能部分替代(dài) mil-h-5606。從 20 世(shì)紀(jì) 80 年代末(mò)美國(guó)又開始研(yán)制低溫合成烴(tīng)耐燃(rán)液壓油 mil-h-87257。該油兼具耐燃與(yǔ)低溫(wēn)的優勢 , 于 1998 年
正式投(tóu)入使(shǐ)用 , 并将采(cǎi)用逐(zhú)步換油(yóu)的(de)方式(shì)完全(quán)取代(dài)mil-h-5606和 mil-h-83282。
2.2.1 石(shí)油基航空液壓(yā)油
美國石(shí)油基航空液壓油的(de)軍用(yòng)規格主要包括(kuò)mil-h-81019d标準的航(háng)空液壓油。
符合美軍(jun1)mil-h-5606
标準(zhǔn)的航(háng)空液(yè)壓油是美國空軍使用最(zuì)廣泛的航(háng)空液壓油,為輕柴油(yóu)餾分(fèn)。其(qí)最大特(tè)點是(shì)低(dī)溫性能(néng)好,不(bú) 足 之 處 在(zài) 于 可 燃 性 強[閃(shǎn) 點(閉 口)略 高 于(yú)
82 ℃],火焰(yàn)擴散速度(dù)快。
符合美軍:mil-h-6083 标(biāo)準的(de)航空液壓(yā)油是(shì)防鏽(xiù)液壓(yā)油,用(yòng)于(yú)液壓系(xì)統庫存時(shí)的防(fáng)鏽,不用作液壓(yā)系統(tǒng)的(de)工作介質,對(duì)液壓系統(tǒng)和密(mì)封墊(niàn)無不良影(yǐng)響,使用溫(wēn)度為(wéi)-54 ℃~71 ℃,與(yǔ)其他型(xíng)号的液壓油不(bú)能互換使用。
符(fú)合美軍:mil-h-81019d标準的(de)航空(kōng)液壓(yā)油是(shì)超(chāo)低(dī)溫液(yè)壓油(yóu),工作溫度(dù)為-70 ℃~100 ℃,低溫性(xìng)能優良。并(bìng)且隻(zhī)有符合mil-h-5606 标準的(de)航空液壓(yā)油可以作為其(qí)應急航(háng)空(kōng)液(yè)壓(yā)油,不能與(yǔ)其他航空液(yè)壓油互(hù)換使用。
2.2.2 合(hé)成航空液(yè)壓油
美國(guó)合成航(háng)空(kōng)液(yè)壓(yā)油主要(yào)包(bāo)括磷酸酯航(háng)空液壓(yā)油和(hé)合(hé)成烴航(háng)空液(yè)壓油(yóu)。磷酸(suān)酯航空液(yè)壓(yā)油(yóu)最突出的特點(diǎn)是抗(kàng)燃(rán)性明顯優于石(shí)油基液(yè)壓油,其他性能(néng)也滿足mil-h-5606标(biāo)準(zhǔn)的(de)要求,但磷酸酯(zhǐ)航空液壓(yā)油與許多(duō)液壓系統(tǒng)密封材料不相(xiàng)容,而(ér)軍機的改(gǎi)裝成本(běn)太(tài)高,故多用(yòng)于(yú)民用航空。
目(mù)前磷酸酯(zhǐ)航空液壓油的(de)主要(yào)标(biāo)準(zhǔn)有美(měi)國空軍(jun1)與汽車(chē)工程(chéng)師協(xié)會(sae)的sae as-1241d 規範(fàn)及(jí)與波音(yīn)公司的(de)bms 3-11規範。
合(hé)成烴航空(kōng)液壓(yā)油的規格(gé)主要有mil - h-83282 标 準 、mil-h-46170b 标 準 、mil-h-87257 标(biāo)準和milh-27601标準等。符(fú)合mil-h83282 标準的 pao 合成(chéng)烴航空(kōng)液(yè)壓油(yóu)的主要特點是(shì)抗燃(rán)性較(jiào)好[閃(shǎn)點(閉口)不低于(yú)205 ℃],熱氧化(huà)安定性(xìng)好(工(gōng)作(zuò)溫度(dù)上限為 205 ℃),比磷(lín)酸酯(zhǐ)航空(kōng)液壓油具有更(gèng)好的材料(liào)相(xiàng)容性,不足之(zhī)處是抗燃(rán)性(xìng)有(yǒu)限,着火後(hòu)能夠(gòu)繼續(xù)燃燒,低溫性不(bú)夠好(工作(zuò)溫度下限為-40 ℃)。
美(měi)海陸(lù)軍均采用(yòng)pao(聚α-烯烴)合(hé)成烴(tīng)航空液(yè)壓(yā)油,mil-h-87257 标(biāo)準和(hé)mil-h-27601 标準(zhǔn)都是(shì)在 mil-h-83282标(biāo)準的基礎(chǔ)上進一(yī)步改(gǎi)進(jìn)而來,分别提高(gāo)了 pao合成烴航空(kōng)液壓(yā)油的防腐(fǔ)性、低溫性(xìng)和高(gāo)溫性(xìng)。
2.3 國産航空(kōng)液壓油的應用(yòng)現狀
國(guó)産航空(kōng)液壓油包(bāo)括石(shí)油(yóu)基液壓油和(hé)合成航空(kōng)液(yè)壓油。
2.3.1 國産(chǎn)石油基(jī)航空液壓油
我(wǒ)國石油基航空液壓油包括 10 号航空液壓油,12号(hào)航空液(yè)壓(yā)油和(hé)15号航空(kōng)液(yè)壓油(yóu),軍用航(háng)空液壓(yā)油主(zhǔ)要(yào)為15号航(háng)空液壓油。
10 号航空液壓油以 230 ℃~305 ℃餾(liú)分為基(jī)礎油,并添加(jiā)有黏度指數改(gǎi)進劑(jì)、抗氧(yǎng)劑和(hé)染色劑(jì)(蘇丹紅(hóng))等。10 号(hào)航空液壓(yā)油的使用溫度(dù)為(wéi)-55 ℃~100 ℃,低(dī)溫性(xìng)好,但高溫性不(bú)足,并(bìng)且長期使(shǐ)用後黏(nián)度會下(xià)降。
12号航(háng)空液壓(yā)油采用240 ℃~300 ℃的(de)餾分為基(jī)礎(chǔ)油,能滿足美軍mil-h-5606b标(biāo)準。與 10 号航空(kōng)液(yè)壓油相比,12 号航空液壓油更換了黏(nián)度指(zhǐ)數改(gǎi)進劑(jì),提高(gāo)了(le)抗氧劑(jì)的含(hán)量,使用溫度為-54 ℃~125 ℃,短期(qī)可達150 ℃。
由于國際通航(háng)的需要,15号航空(kōng)液壓(yā)油(yóu)是(shì)參照(zhào)美軍mil-h-5606e标準研制(zhì)的。與 10 号航空液壓油和 12 号航空液壓(yā)油相比,15号(hào)航空液壓油增加了黏度(dù)指數改進劑(jì)的(de)含量,提出(chū)了顆(kē)粒污染(rǎn)控制的(de)要求(qiú),增加了抗氧劑(jì)的含量(liàng),使(shǐ)用溫度範(fàn)圍為(wéi)-54 ℃~135 ℃,短期(qī)可達(dá)150 ℃。
2.3.2 國産(chǎn)合成航空液壓(yā)油
我(wǒ)國合成航空液(yè)壓油主要(yào)包括(kuò) rp-4350 号航空液壓油、hfs n15合成烴抗燃航空液壓油(yóu)和昆(kūn)侖hfdu合成(chéng)酯抗燃(rán)液壓(yā)油等。
rp-4350 号 合(hé) 成 烴(tīng) 航 空 液 壓 油 滿(mǎn) 足mil-h-83282d 标(biāo)準,具(jù)有一定的抗燃(rán)性,使用溫(wēn)度範(fàn)圍為(wéi)-40 ℃~205 ℃,目(mù)前用于(yú)直-9等直(zhí)升(shēng)機的(de)液壓系統(tǒng)。
hfs n15 合成(chéng)烴抗(kàng)燃航空液(yè)壓油用于(yú)海(hǎi)豚(tún)直升機液壓系統,其質(zhì)量指标(biāo)符合美(měi)軍mil-h-83282标準(zhǔn),具有(yǒu)一(yī)定的抗(kàng)燃性,但是(shì)其低溫性能稍差。
昆(kūn)侖 hfdu 合(hé)成酯(zhǐ)抗燃(rán)液壓(yā)油具有良(liáng)好的抗燃(rán)性、抗磨性以及高(gāo)溫(wēn)性能。
3 發展(zhǎn)方向(xiàng)
3.1 航空液(yè)壓油通(tōng)用化
随着飛機(jī)性能(néng)不斷地提(tí)高,飛機(jī)液壓系(xì)統朝着(zhe)高(gāo)溫高壓方向發(fā)展,對(duì)于航(háng)空液(yè)壓油(yóu)抗燃性的要求(qiú)也将越(yuè)來越高(gāo)。由于(yú)石油(yóu)基液(yè)壓油(yóu)本身不具(jù)備抗燃性的缺陷以及目前合(hé)成航空液(yè)壓油(yóu)的抗燃性還存(cún)在一(yī)定(dìng)的局限(xiàn)性等,研制(zhì)新型(xíng)不(bú)燃(rán)航空液壓(yā)油來替代現(xiàn)有(yǒu)的可(kě)燃型(xíng)航空液壓油是航空(kōng)液壓(yā)油(yóu)發展的(de)必然趨(qū)勢(shì),航空(kōng)液壓油将向不燃化方向(xiàng)發展(zhǎn)。
考慮(lǜ)到(dào)軍民融(róng)合,軍(jun1)用(yòng)航空液(yè)壓(yā)油和(hé)民(mín)用航(háng)空液(yè)壓油(yóu)也(yě)應(yīng)當通用(yòng),這(zhè)樣才能在(zài)緊急情況(kuàng)下盡(jìn)可(kě)能(néng)地提(tí)高軍(jun1)事(shì)效益。由(yóu)于軍機(jī)的改裝(zhuāng)花費極高(gāo),因此(cǐ)應當基于軍機液壓(yā)系統的現狀(zhuàng)和發展趨勢(shì)研制(zhì)能(néng)夠軍民(mín)通用的(de)航(háng)空液(yè)壓油,使航空液(yè)壓油向通用化方(fāng)向發(fā)展。
3.2 生物(wù)降解型(xíng)航空液壓油
随着對環(huán)境保護的不斷(duàn)增強(qiáng),要求研制無毒,可(kě)生(shēng)物降(jiàng)解,不對環境産(chǎn)生危(wēi)害的(de)環保(bǎo)型航空(kōng)液壓油(yóu)也是航空(kōng)液壓油發展(zhǎn)的必然(rán)趨勢。
1996年(nián) ,美(měi)國空軍開(kāi)始研(yán)制一(yī)種既可直接替(tì)代mil-h-5606和(hé) mil-h-83282又具有生(shēng)物降解性能的(de)航空(kōng)液壓油 。這(zhè)種可生(shēng)物降解的液(yè)壓(yā)油使用(yòng)溫度(dù)範圍應在 -40 ~ 135 ℃或 -54 ~ 135 ℃之間, 并與現(xiàn)在的(de)液壓油相容 , 與現在(zài)的系統設(shè)計相(xiàng)一緻(zhì) 。
換句話說,要有相似的體積模(mó)數 、密(mì)度、粘壓性(xìng)能等 。同時(shí)希望(wàng)它兼具 mil-h-5606和 mil-h-83282的優(yōu)點 ,即低溫(wēn)性能 ,耐燃(rán)性, 以及 135 ℃、168 h的(de)氧化腐蝕安定性 。mil-h-87257以及所(suǒ)有的(de)候選油(yóu)都通過了生(shēng)物降解性(xìng)能測試。實(shí)際上(shàng) , mil-h-83282也接(jiē)近指标 。最(zuì)初的試驗結果(guǒ)表明雖然這些(xiē)油都隻能(néng)部分(fèn)滿足軍(jun1)用規範(fàn)的要求 , 但是通(tōng)過配方改進和(hé)進一(yī)步(bù)的研究(jiū), 未來研制可直(zhí)接替換 mil-h-5606和(hé) mil-h-83282、并同(tóng)時具有生物降(jiàng)解性能的(de)航空液壓油仍具有(yǒu)可行性。
3.3 航(háng)空液(yè)壓油(yóu)取代(dài)防鏽(xiù)液壓油作為零(líng)件儲存用油成(chéng)為未來(lái)發(fā)展方向
二(èr)壬基萘磺(huáng)酸鋇 (basn)作為腐蝕(shí)抑制劑成功應(yīng)用于兩種軍用防鏽(xiù)液壓油 mil-h-6083和(hé) mil-h-46170 中。這兩種(zhǒng)油被(bèi)美國空軍和海(hǎi)軍用作零(líng)件儲(chǔ)存用油(yóu)。一(yī)方面(miàn), 使用後的含鋇防鏽液壓(yā)油是(shì)危險(xiǎn)的廢料 ,處(chù)理起來花費巨(jù)大 ;另一方(fāng)面 , 當儲存零件被重(zhòng)新安(ān)裝(zhuāng)到飛機(jī)上(shàng), 殘存的防鏽(xiù)液壓(yā)油遇(yù)高溫(wēn)(>121 ℃)而分解, 分解産(chǎn)物會(huì)導緻(zhì)液壓系統(tǒng)産生一系(xì)列運作問(wèn)題 。如飛機(jī)閥門(mén)粘連(lián) 、過濾(lǜ)器阻(zǔ)塞 、油(yóu)泵腐蝕等。 1995年 , 相(xiàng)關部門建議用(yòng)航空液壓油 mil-h-83282取(qǔ)代防鏽液壓油來儲存零件 。
為(wéi)了考察可(kě)行性, 美國(guó)空軍實驗(yàn)室(shì)與美國 dayton大學(xué)研究院(yuàn)共同進(jìn)行了航空(kōng)液壓(yā)油與防(fáng)鏽液壓(yā)油對于液(yè)壓系(xì)統零(líng)件儲存性(xìng)能的(de)對比(bǐ)試驗(yàn)。将軸承 、活(huó)塞和(hé)液壓泵(bèng)分(fèn)别用航空(kōng)液壓油和防鏽(xiù)液壓(yā)油存(cún)放(其中, 由于 mil-prf-5606和 mil-prf-6083将逐步從(cóng)軍事(shì)航空(kōng)應用中淘汰 , 所以在(zài)液壓(yā)泵(bèng)儲存(cún)試驗中(zhōng)沒有(yǒu)選用(yòng)這兩種油(yóu)。)。儲(chǔ)存(cún) 3年 , 每(měi)年檢查軸承、活(huó)塞和(hé)油泵腐蝕(shí)情(qíng)況 , 3年後儲存(cún)油泵進行耐久(jiǔ)性測試。結(jié)果發現, 無(wú)論儲存在(zài)哪種液壓油中(zhōng)的軸(zhóu)承、活(huó)塞和(hé)液壓泵都沒有腐蝕 ,儲存在航(háng)空液壓油(yóu)中的(de)液壓泵比儲存(cún)在防鏽油中的液壓泵甚至(zhì)處(chù)于更好的(de)狀況(kuàng)。
3.4 高溫航(háng)空液壓(yā)油
未(wèi)來,随着液壓系(xì)統(tǒng)操作溫(wēn)度的不斷(duàn)提高(gāo) ,如果還用相對(duì)不穩(wěn)定的防鏽液壓(yā)油來儲存(cún)零件 , 勢必會給(gěi)液壓系統(tǒng)帶(dài)來(lái)更多(duō)的運作問題。用航(háng)空液壓(yā)油取(qǔ)代防(fáng)鏽液(yè)壓油儲存零件(jiàn), 不僅可(kě)以解決(jué)這個隐患 ,還能(néng)減少防(fáng)鏽(xiù)液壓油給(gěi)環境帶來(lái)的污染 。
高溫液(yè)壓油(yóu)的研制主(zhǔ)要為了滿(mǎn)足高(gāo)性能飛機的需(xū)要,用以改善整個飛機的(de)熱控(kòng)制,減(jiǎn)少所(suǒ)需(xū)要(yào)的冷卻或絕熱(rè)系統(tǒng) 。允(yǔn)許(xǔ)在這(zhè)樣高(gāo)的(de)溫度下(xià)工(gōng)作的(de)液(yè)體需(xū)要有(yǒu)熱(rè)穩定性(xìng)和潤滑(huá)性(xìng)。候選(xuǎn)的高溫(wēn)液壓油包括高精制礦(kuàng)物(wù)油(yóu) , 合成加氫(qīng) pao、矽烴 (sihc)和全氟聚(jù)醚(pfpae)。以(yǐ)前兩種為(wéi)基礎油的航空(kōng)液壓(yā)油(yóu)最終有相應的軍(jun1)用規(guī)範 mil-h-27601a和mil-h-27601b,這兩種航(háng)空液壓油的使(shǐ)用溫(wēn)度(dù)範圍為(wéi) -40~ 288 ℃,而 sihc和 pfpae可持(chí)續使(shǐ)用(yòng)于(yú)溫度範圍(wéi)為 -54 ~ 357 ℃的環境中 ,但(dàn)這兩種(zhǒng)油産量(liàng)較小, 價格(gé)較高 。前三種都屬于(yú)抗燃液壓油 ,而 pfpae屬于(yú)不燃(rán)液壓(yā)油 ,并且它的體(tǐ)積模(mó)數較小 ,密(mì)度較大 , 需要專(zhuān)用的液壓(yā)系統(tǒng)與之匹(pǐ)配(pèi)。
3.5 航(háng)空(kōng)液壓油性能需(xū)要提升
長(zhǎng)期以(yǐ)來, 為了盡可能(néng)減少由于(yú)液壓油着(zhe)火引起(qǐ)的(de)飛行事故(gù),提高(gāo)軍用(yòng)飛機(jī)的安(ān)全性(xìng)能 ,美國空(kōng)軍一直緻力于(yú)航空液(yè)壓(yā)油耐(nài)燃性的提(tí)高 。由(yóu)于環保意識的(de)日益增強 , 在兼(jiān)顧液壓油(yóu)
耐燃性的(de)同(tóng)時, 油品的生(shēng)物降解性和低毒性也變(biàn)得越(yuè)來越(yuè)重要 。液壓系(xì)統零件(jiàn)儲存試驗表明 , 用航(háng)空液壓油取代防鏽液壓(yā)油儲存零件不(bú)僅防鏽效果好(hǎo) ,而且(qiě)可(kě)以防止(zhǐ)殘存的防鏽劑(jì)給飛機帶來的運作問題 ,還能減少對環境的(de)污染 。
未來 ,随着(zhe)高性(xìng)能飛(fēi)機的(de)不斷發(fā)展(zhǎn), 為了(le)在壓(yā)力增(zēng)加、電(diàn)流刺激、溫度升(shēng)高的情況下(xià)油(yóu)品的(de)性能不會受到(dào)影響(xiǎng), 液壓(yā)油熱(rè)穩定性的提(tí)高(gāo)也成(chéng)為發(fā)展方向(xiàng)。
4 常用航(háng)空液壓油
航空(kōng)液壓油主(zhǔ)要用作航空液(yè)壓系(xì)統(tǒng)傳動(dòng)機構的(de)工作液,也是(shì)各(gè)種要求較高的(de)液壓機械(xiè)的理(lǐ)想工作(zuò)介質。具(jù)有良(liáng)好的高低(dī)溫性(xìng)能、粘(zhān)溫(wēn)性、抗剪(jiǎn)切性(xìng)、氧化(huà)安定性(xìng)和液壓(yā)傳遞(dì)性能,使用(yòng)溫度為(wéi)-54℃-135℃。抗(kàng)氧化(huà)安定性(xìng)可滿足(zú)各種新型(xíng)飛機(jī)液壓(yā)系統的使(shǐ)用要(yào)求。
4.1 15号航空液壓油gjb1177-1991
主(zhǔ)要用(yòng)作航空(kōng)液壓(yā)傳(chuán)動機構的(de)工作(zuò)液,可替代國産10号、12号航空液壓(yā)油和美國(guó)mil-h-5606e液壓(yā)油。
2013年(nián)對(duì)标(biāo)準進(jìn)行修訂為(wéi)gjb1177a-2013,本次(cì)修改(gǎi)将名稱改為:15号航空液壓(yā)油規範。同時增(zēng)加周期性(xìng)檢驗的檢驗周(zhōu)期為(wéi)2年,對鋇(bèi)含(hán)量要(yào)求不大于10 mg/kg,并且對基礎油(yóu)的密(mì)度耍(shuǎ)求,與鑒定(dìng)時的(de)樣品(pǐn)相比,密度變化(huà)不應(yīng)大于0.008kg/m3;對腐蝕和氧化安(ān)定性金(jīn)厲片,增加(jiā)了(le)陽極镉,删除(chú)了腐(fǔ)蝕和氧化安定(dìng)性試驗條件為(wéi)135°c、168h的a型産品(pǐn),還将防鏽劑含量(liàng)由(yóu)适量改為0.05%±0.01%(質量(liàng)分數)。
gjb1177a-2013規(guī)範
4.2 10号航(háng)空液(yè)壓油(天空)sh0358-1995
主要用作航空(kōng)液壓傳動機構(gòu)的工作液,同時(shí)還可用于其它高性(xìng)能液壓系(xì)統的工作(zuò)液。如(rú)數控機(jī)床、乙酰(xiān)胺循(xún)環(huán)泵(bèng)、高壓(yā)乙烯輸(shū)送(sòng)泵及(jí)船舶起重機、甲(jiǎ)闆機械、挖(wā)掘機(jī)、起錨機、大型吊車、雷達車和鐵(tiě)路、電器開關等(děng)。由于(yú)本産(chǎn)品有(yǒu)很低的凝點,所(suǒ)以還(hái)可用(yòng)于(yú)極(jí)寒地區(qū)的(de)上述(shù)各種設備并可(kě)替代(dài)倒冷(lěng)油使(shǐ)用。使(shǐ)用溫(wēn)度為(wéi)-70℃以上(shàng)。
sh0358-1995規範(fàn)
4.3 10号航(háng)空液壓油(地面(miàn)用油(yóu))q/syym0024-2000
10号航空液(yè)壓油(yóu)(地面用油(yóu))主要用作各種(zhǒng)要求較高的液(yè)壓系(xì)統的(de)工作(zuò)液,以及(jí)嚴寒地(dì)帶與(yǔ)機場(chǎng)地面(miàn)的各種(zhǒng)液壓機(jī)械設備(bèi)。如數控機床、乙醇(chún)胺循(xún)環泵、高壓(yā)乙烯(xī)輸送(sòng)泵及船舶(bó)起重機,甲(jiǎ)闆機(jī)械、