Page 90 - 现代航空维修理论及应用研究
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Research on Modern Aviation Maintenance Theory and Application
现代航空维修理论及应用研究
所以冲击性能和疲劳性能较低，缺口敏感性较高。高屈强比也不利于抑制裂纹扩
展，因此这类超高强度钢没有用于起落架制造。
飞机结构开裂失效表明，不仅仅是载荷的作用，环境（腐蚀、摩擦 / 磨损等）
也是影响结构开裂的重要因素，因此美国在 1975 年又提出了耐久性设计思想。
耐久性就是结构在规定时间期限内，抵抗开裂（含应力腐蚀开裂等）、腐蚀、热
退化、磨损和外界损伤的能力，即要求采用载荷 - 环境谱进行设计，经济寿命大
于设计目标寿命。我国在 2008 年颁布的飞机强度设计规范中，也明确提出采用
耐久性和损伤容限设计原则，在继承安全寿命设计的思想上，强调了经济寿命。
然而，对于起落架制造材料性能而言，耐久性的核心是强调材料耐环境的要求。
不仅仅考虑初始裂纹条件下的材料裂纹扩展性能，还要考虑在载荷和外界环境共
同作用下的材料裂纹萌生和扩展性能。这种设计理念最直接体现在舰载机强调抗
应力腐蚀设计，此时材料技术指标不再是简单考虑表面防护层下面基材初始裂纹
的扩展速率和断裂韧度，而是在表面防护层破损后的材料抗应力腐蚀性能，包括
腐蚀速率、应力腐蚀裂纹扩展速率、应力腐蚀断裂韧度、腐蚀疲劳等。目前舰载
机发生的严重事故均为腐蚀导致，这也验证了舰载机起落架设计制造材料强调耐
环境的必要性。
美国 F-18 舰载机 20 世纪 90 年代初发生舰上 300M 钢起落架腐蚀断裂事故，
2002 年 F-14 舰载机前起落架外筒发生腐蚀断裂，导致机毁人亡的灾难性事故的
发生，造成 156 架该型飞机全面停飞；因此美国海军将 300M 钢列为海上有限使
用材料，提出用耐腐蚀更高的超高强度钢来制造舰载机起落架。美国 20 世纪 90
年代初发生 F-18 飞机 300M 钢起落架应力腐蚀断裂事故后，F-18E/F 及 F-35 舰
载型起落架均采用抗应力腐蚀性能更加优异的 AerMet100 钢制造。AerMet100 钢
的 KISCC 是 300M 钢的 2 倍以上，3.5%NaCl 溶液中的应力腐蚀疲劳裂纹扩展速
率降低 50% 以上，盐雾环境下 AerMet100 钢的腐蚀速率仅为 300M 钢的 10%。
（二）飞机起落架用超高强度钢展望
同时提高超高强度钢的强韧性、损伤容限性能和耐久性对起落架设计的吸引
力是毋庸置疑的，但是必须基于新的超高强度钢的强韧化理论，因此在一段时间
内很难改变强度升高，塑性韧性降低的现状。结合飞机起落架的设计使用需求，
起落架用超高强度钢有以下几个发展方向。
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