無(wú)人機(jī)集裝箱長(zhǎng)期儲(chǔ)存研究

無(wú)人機(jī)是一種由許多零部件組裝起來(lái)的復(fù)雜系統(tǒng)，組成無(wú)人機(jī)的零部件有金屬、塑料、橡膠等不同材質(zhì)。金屬材料在與周圍介質(zhì)接觸的時(shí)候，會(huì)因?yàn)榛瘜W(xué)作用而遭到腐蝕，焊接、熱處理、切削等加工工藝會(huì)給無(wú)人機(jī)零件殘留熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和形變應(yīng)力等，這些應(yīng)力會(huì)和腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用加速金屬構(gòu)件的損壞。塑料在紫外線、臭氧等因素的刺激下會(huì)加速老化。而作為密封件里使用的橡膠的老化則會(huì)引發(fā)多種多樣的問(wèn)題。橡膠在狀態(tài)良好的時(shí)候會(huì)用較高的彈性，能充分發(fā)揮提供預(yù)緊力和密封壓力的作用。但是，在鹽霧、微生物、推進(jìn)劑揮發(fā)物、輻射以及高溫的影響下，橡膠會(huì)逐步老化從而失去部分彈性。這就會(huì)引起高壓容器漏氣、伺服機(jī)構(gòu)漏油的現(xiàn)象。

美國(guó)國(guó)防部的一份調(diào)查報(bào)告表明：在庫(kù)存狀態(tài)下，由環(huán)境因素造成的武器裝備損壞或失效的比例占到60%。另外，美國(guó)空軍的研究部門曾對(duì)美國(guó)沿?；氐拇罅垦b備做過(guò)一次產(chǎn)品故障調(diào)查，52%是環(huán)境效應(yīng)引起的。其中由溫度引起的占40%，由振動(dòng)引起的占27%，由濕度引起的占19%，其余14%則是鹽霧、沙塵、沖擊等因素引發(fā)的。因此有必要對(duì)無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)環(huán)境因素引起故障進(jìn)行分析，進(jìn)而采取相應(yīng)措施。

集裝箱長(zhǎng)期儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)的影響

影響無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期儲(chǔ)存主要有環(huán)境因素和生物因素，由于處于集裝箱內(nèi)（非運(yùn)輸狀態(tài)），雨水、砂塵、風(fēng)、振動(dòng)等因素基本可以忽略，主要影響因素為：低氣壓、高/低溫、溫度沖擊、濕熱、霉菌、鹽霧以及動(dòng)植物等。

低氣壓

低氣壓環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)密封墊密封的殼體漏氣、漏液體；密封容器變形、破損或破裂；裝備因熱傳導(dǎo)降低而發(fā)生過(guò)熱；潤(rùn)滑劑蒸發(fā)；發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和工作不穩(wěn)定；真空密封失效。電弧或電暈放電造成裝備失靈或工作不穩(wěn)定等。

高溫/低溫

高溫/低溫環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)潤(rùn)滑劑粘度變低和潤(rùn)滑劑外流造成連接處潤(rùn)滑能力降低；包裝材料、襯墊、密封墊、軸承和軸發(fā)生變形、咬合和失效，引起機(jī)械故障或者完整性損壞；固定電阻的阻值改變；溫度梯度不同和不同材料的膨脹不一致使電子線路的穩(wěn)定性發(fā)生變化；變壓器和機(jī)電部件過(guò)熱；繼電器以及磁動(dòng)或熱動(dòng)裝置的吸合等。

溫度沖擊

溫度沖擊環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的卡緊或松弛；不同材料的收縮或膨脹率、或誘發(fā)應(yīng)變速率不同；零部件的變形或破裂；表面涂層開(kāi)裂；密封艙泄漏；絕緣保護(hù)失效；快速冷凝水或結(jié)霜引起電子或機(jī)械故障；靜電過(guò)量。

濕熱

濕熱環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)金屬氧化；表面水氣和外來(lái)附著物相互作用產(chǎn)生的腐蝕層；零件表面的粘結(jié)或粘附；因吸收效應(yīng)產(chǎn)生的材料膨脹；其他性質(zhì)變化，如物理強(qiáng)度降低、電氣絕緣和隔熱特性的改變、復(fù)合材料的分層、塑性或彈性的改變、吸濕材料性能降低、炸藥和推進(jìn)劑因吸濕而性能降低、光學(xué)元件圖像傳輸質(zhì)量降低、潤(rùn)滑劑性能降低。凝露和游離水使電氣短路；

霉菌

霉菌環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)對(duì)材料的直接侵蝕，導(dǎo)致裝備物理性能的劣化；對(duì)材料的間接侵蝕。對(duì)電氣或電子系統(tǒng)，可導(dǎo)致電氣或電子系統(tǒng)的損壞；對(duì)光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)光的傳播能產(chǎn)生負(fù)面影響，阻塞精密活動(dòng)部位，使干燥表面變潮濕并伴隨性能的下降。

鹽霧

鹽霧環(huán)境可能導(dǎo)致無(wú)人機(jī)電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的腐蝕；加速應(yīng)力腐蝕；鹽在水中電離形成酸性或堿性溶液。鹽沉積物會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞；產(chǎn)生導(dǎo)電的覆蓋層；絕緣材料及金屬的腐蝕。機(jī)械部件和組件的活動(dòng)部分阻塞或卡死；由于電解作用而導(dǎo)致涂層起泡。

生物因素

集裝箱內(nèi)可能存在的生物因素：螞蟻可能啃食木制零部件，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)損傷；老鼠可能啃食電纜等部位的橡膠件、塑料件，導(dǎo)致電纜電線裸露/短路、密封失效等危害；蜂等蟲(chóng)類可能在飛機(jī)內(nèi)部活動(dòng)，尸體、糞便、巢穴等導(dǎo)致多余物產(chǎn)生。

無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期儲(chǔ)存面臨的典型問(wèn)題

按系統(tǒng)組成，無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期儲(chǔ)存面臨的典型問(wèn)題包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)

發(fā)動(dòng)機(jī)在濕熱、霉菌、鹽霧等環(huán)境下，容易發(fā)生銹蝕等問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障、功能、性能和壽命降低，日常停放時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部有燃油充填或附著，能夠一定程度隔絕水分、霉菌和鹽霧；長(zhǎng)期停放時(shí)，充填或附著燃油會(huì)逐步流失，導(dǎo)致其防腐蝕能力下降。

目前，多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)要求貯存前應(yīng)進(jìn)行油封，無(wú)人機(jī)在機(jī)庫(kù)內(nèi)貯存時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)油封的有效期一般為3～6個(gè)月（不同發(fā)動(dòng)機(jī)要求不一樣），過(guò)有效期后需重新油封，不能滿足長(zhǎng)期貯存要求。

橡膠/塑料類零部件

輪胎、液壓軟管、燃油軟管、電線絕緣層等多為橡膠/塑料制品，儲(chǔ)存時(shí)會(huì)發(fā)生老化，其典型壽命為3～5年，其老化的主要影響因素為高/低溫、氧氣/臭氧和紫外線照射。橡膠/塑料制品也是極容易發(fā)生霉菌的零部件。

電子電氣設(shè)備

電子電氣類設(shè)備如飛控計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備等，儲(chǔ)存時(shí)在高/低溫、溫度沖擊、濕熱、霉菌、鹽霧等環(huán)境下，可能發(fā)生故障，功能、性能降低。部分敏感電子產(chǎn)品還有電磁、靜電和磁敏感性，容易遭受外部電磁、靜電和磁場(chǎng)影響而性能降低或損壞。

運(yùn)動(dòng)部件

起落架、軸承、舵機(jī)、舵面轉(zhuǎn)軸等運(yùn)動(dòng)部件一般均采用潤(rùn)滑油/潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑、防水和防銹，潤(rùn)滑油/潤(rùn)滑脂長(zhǎng)期存放時(shí)，在高/低溫等環(huán)境因素影響下，會(huì)產(chǎn)生流失、變質(zhì)等問(wèn)題，導(dǎo)致其潤(rùn)滑和防腐蝕能力降低。

管道、油箱

分解儲(chǔ)存的飛機(jī)，分解后管道與大氣聯(lián)通，異物和大氣中的水分、灰塵等可能會(huì)進(jìn)入到飛機(jī)管路、油箱區(qū)域，造成污染、銹蝕、密封失效等現(xiàn)象。油箱內(nèi)的橡膠類密封件，在失去油液后會(huì)接觸氧氣，可能產(chǎn)生變質(zhì)、非正常膨脹等問(wèn)題，造成油液污染或密封失效。

鋰電池

目前普遍采用的鋰電池，由于其物理化學(xué)特性，其內(nèi)部存在自放電現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間保存會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)放而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少電池壽命。高溫、強(qiáng)靜電、強(qiáng)磁場(chǎng)、擠壓、碰撞等可能造成蓄電池的損壞甚至燃燒、爆炸。

儀器儀表

多數(shù)機(jī)械類儀表，需要定期計(jì)量確認(rèn)，保證其功能可靠，精度符合要求，一般計(jì)量周期為6個(gè)月～1年。

解決措施

針對(duì)上述對(duì)在集裝箱內(nèi)長(zhǎng)期貯存無(wú)人機(jī)的影響，主要通過(guò)設(shè)計(jì)、封存技術(shù)和檢查保養(yǎng)維修幾個(gè)方面進(jìn)行解決：

無(wú)人機(jī)各系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決

根據(jù)無(wú)人機(jī)總體的環(huán)境技術(shù)指標(biāo)，在無(wú)人機(jī)各系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮復(fù)雜氣候適應(yīng)性，選用符合環(huán)境技術(shù)指標(biāo)的材料、元器件，對(duì)電子電氣設(shè)備進(jìn)行三防處理，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行表面處理等措施，并按要求進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，確保無(wú)人機(jī)系統(tǒng)本體有較好的環(huán)境適應(yīng)性。

根據(jù)無(wú)人機(jī)的儲(chǔ)存要求，減少使用影響儲(chǔ)存可靠性的設(shè)計(jì)方案。如減少橡膠軟管的使用，從而減少老化零部件的影響；不采用鋁電解電容，避免電解液揮發(fā)、消耗影響壽命等。

封存技術(shù)解決

采用集裝箱進(jìn)行無(wú)人機(jī)長(zhǎng)期貯存，集裝箱具有防雨雪冰雹、防砂塵、遮光、防風(fēng)、防蟲(chóng)防鼠等功能，因此，可避免雨雪冰雹、風(fēng)砂、紫外線等因素對(duì)無(wú)人機(jī)產(chǎn)生不利影響。因此需著重考慮其高/低溫、濕熱、鹽霧、氧氣等的影響，可通過(guò)以下方法進(jìn)行解決：

（1）控制溫度

集裝箱加裝溫度控制設(shè)備，對(duì)其內(nèi)進(jìn)行溫度控制，避免過(guò)高溫度、過(guò)低溫度、過(guò)大溫度沖擊造成對(duì)無(wú)人機(jī)的損害。

（2）控制濕度、鹽霧和霉菌

集裝箱加裝濕度控制設(shè)備、鹽霧過(guò)濾設(shè)備和殺菌設(shè)備，并可放置防潮砂袋，對(duì)其內(nèi)進(jìn)行濕度、鹽霧和霉菌控制，避免濕度不合適、過(guò)鹽霧濃度、過(guò)多霉菌造成對(duì)無(wú)人機(jī)的損害。

（3）進(jìn)行油封

發(fā)動(dòng)機(jī)在儲(chǔ)存前進(jìn)行油封，拆卸的金屬件配合面進(jìn)行油封。

（4）進(jìn)行密封

橡膠/塑料類零部件進(jìn)行遮光和氧氣隔絕。分解開(kāi)的管路、接頭進(jìn)行封堵，避免水分、雜物進(jìn)入管道內(nèi)部。

（5）清潔

可在部件貯存前對(duì)無(wú)人機(jī)內(nèi)部、外部進(jìn)行清潔、干燥處理，避免污物、異物附著產(chǎn)生腐蝕。

（6）充氮

可在油箱等密封部件甚至整個(gè)集裝箱內(nèi)進(jìn)行充氮，減少水分、隔絕氧氣，從而對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行防護(hù)。

（7）拆卸單獨(dú)儲(chǔ)存

蓄電池等設(shè)備，可從無(wú)人機(jī)上拆下，放入專用包裝箱，放專用庫(kù)房?jī)?chǔ)存。

檢查保養(yǎng)維修解決

為保證無(wú)人機(jī)在長(zhǎng)期貯存后，經(jīng)過(guò)少量恢復(fù)工作，就能達(dá)到執(zhí)行任務(wù)要求，需在貯存期內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行定期檢查，定期更換到壽的零部件，定期保養(yǎng)，視情維修。主要有：

（1）定期檢查，視情補(bǔ)充、更換潤(rùn)滑油/潤(rùn)滑脂。軸承更換潤(rùn)滑脂時(shí)，還需進(jìn)行清洗。一般6個(gè)月需要補(bǔ)充或更換。

（2）蓄電池需每3個(gè)月定期進(jìn)行充放電維護(hù)工作，保持其活性并進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控工作。

（3）按壽命件管理要求，定期更換壽命件。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)每6個(gè)月重新油封。

（5）每6個(gè)月～1年定期計(jì)量?jī)x器儀表。

（6）電子電氣設(shè)備每3個(gè)月定期通電檢查。

貯存期內(nèi)周期性出箱檢查頻次不大于1次/年的問(wèn)題

若每年只能出箱1次進(jìn)行無(wú)人機(jī)維護(hù)，主要面臨的問(wèn)題為：目前有的發(fā)動(dòng)機(jī)要求每6個(gè)月重新油封，油封工作需要在試車場(chǎng)進(jìn)行。無(wú)法滿足“貯存期內(nèi)周期性出箱檢查頻次不大于1次/年”的要求。

解決思路：改善集裝箱內(nèi)環(huán)境，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新油封周期至1年（待論證）。

其他裝備的解決情況

某型導(dǎo)彈長(zhǎng)期貯存處置方案，其運(yùn)輸存儲(chǔ)箱外形及主要框架結(jié)構(gòu)采用1EE保溫標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的成熟技術(shù)，使用成熟保溫隔熱及密封設(shè)計(jì)，確保箱體的保溫性能及密封防雨功能，并加裝軍用空調(diào)，控制箱內(nèi)的溫度及濕度，避免高低溫、溫度沖擊及濕熱對(duì)產(chǎn)品的影響。具體措施如下：

側(cè)板、頂板及端板采用聚氨酯發(fā)泡形式（如圖1所示），發(fā)泡層厚度52mm，密度為45～50 kg/m3。外蒙皮為T1.6鋼板、內(nèi)蒙皮為1.2鋁板。外蒙皮采用大波筋，內(nèi)蒙皮采用小筋，不僅能增加側(cè)板的整體強(qiáng)度，更好的防止板片出現(xiàn)剝離現(xiàn)象。

底板采用粘接保溫層，如圖2所示。

運(yùn)輸存儲(chǔ)箱加裝軍用空調(diào)（如圖3所示），設(shè)置風(fēng)道，風(fēng)道上裝有布風(fēng)器。箱前端設(shè)有380V電源轉(zhuǎn)接板，用于對(duì)運(yùn)輸周轉(zhuǎn)箱的外電接入。