飞机合成航空液压油发展及应用

航空液压油是飞机和直升机液压系统实现能量传递、转换和控制的工作介质，主要用于飞机起落架、襟翼、升降舵和导流板等飞机液压系统，为飞机关键部件提供传动、润滑、冷却、密封、减震和防腐，是飞机、发动机和机载设备上各系统不可缺少的功能材料。航空液压油作为飞机起落架等液压系统使用最频繁的零件，若洁净度、黏度、酸值等指标变化超过标准，固体颗粒与液压元件表面会产生磨损，内漏增加，甚至可能引起气蚀或卡死现象，使系统不能正常运行。据统计，飞机液压系统故障占飞机机械总故障的 30%以上，且约 50%是由于液压油引起的故障。

随着航天事业的发展，合成液压油在飞机液压系统中的应用越来越多，这种合成型液压油作为液压传动系统不仅能够实现能量的转换、传递、控制和应用的工作性质，而且还具有润滑、冷却、防锈、减震、防腐等作用。

自 20世纪 50年代以来, 美国空军一直致力于先进航空液压油的研究。 从石油基型到磷酸酯型, 再到聚 α-烯烃(PAO)合成烃型, 耐燃性的提高一直是促进新型航空液压油发展的主要驱动力。 此外, 由于环保意识的日益增强, 液压油的生物降解性和低毒性也变得越来越重要, 用航空液压油取代防锈液压油储存零件成为趋势。 未来, 随着飞机性能的不断提高, 高温液压油也成为发展方向。

1 飞机合成液压油的应用现状

随着飞机性能的不断提高及环境保护意识的日益增强，液压油的生物降解性和低毒性也变得越来越重要，随之而来的对液压油的性能要求也越来越高。从石油基型到磷酸酯型，再到 α-烯烃（PAO）合成烃型，耐燃性的提高也是新型航空液压油发展的方向。其实早在四十年代的时候人们就开始研究难燃和抗燃性的飞机液压油了，之后的四十年除了硅酸酯液压油在少数高性能的飞机上试用过外，只有两种合成基液压油得到了广泛的应用，这两种合成基液压油分别为：五十年代末期的磷酸酯液压油和七十年代后期美国海军和陆军批准的 MIL-H-83282 合成烃基液压油。磷酸酯液压油曾用于喷气式的飞机上，但是最终因为现役军用机液压系统的弹性密封材料和液压系统外部很多材料不相适应，最终未能得到普遍应的用；MIL-H-83282 合成烃基液压油曾在 MILH-5606、F-10oF、F-4D、F-4J、18F-4B 等飞机上进行了飞行试验，结果发现性能良好，是当前较有前途的一类合成抗燃液压油，且这种合成烃基液压油经过后来的进一步的飞行试验，并验证了该液压油的低温可靠性，现已用于各国的海陆军的各种飞机的液压传动系统，应用范围越来越广泛。

随着飞机液压系统的操作温度和操作压力的不断提高，由于飞机液压系统曾经采用的是石油基液压油，所以液压油燃烧的危险性和危害性越来越大，进而新型的飞机合成液压油逐渐成为了飞机用液压油的首选，这种新型的合成液压油在抗氧化、防锈、抗磨性及耐燃性方面均具有良好的性能，在飞机的液压传动系统的应用越来越广泛。实践应用证明，自从 1980年，美国空军开始使用合成烃耐燃液压油以来，飞机事故明显减少，经济损失从1970-1975 的年平均损失 2(XX)万美元降到 1984 年的 65.5 万美元。

2 几种合成液压油的类型及其性能

2.1 磷酸酯抗燃液压油

磷酸酯液压油是第一个应用于民用飞机上的合成基液压油，但由于它与现役军用飞机的液压系统的弹性密封材料和液压系统的外部很多地方都表现出了不相容的特性，所以未得到广泛应用。而磷酸酯抗燃液压油是在磷酸酯液压油的基础上在抗燃性能方面进行改进而研制的，它是一种人工合成的磷酸酯液体，自燃点高，挥发性低，抗燃性好，其润滑性能能适应绝大多数的金属材料。由于磷酸酯抗燃液压油的抗燃性极强，使用中必须仔细选择与它相匹配的密封涂料、软管等。虽然这种磷酸酯型的液压油性能比较突出，但是因其对人有毒性、污染环境，而且价格相对其他液压油要高很多的特点，大大限制了它的使用。

2.2 MIL-H-83282 合成烃基液压油

六十年代美国空军赖特研究所研制出了合成烃耐燃液压油，七十年代由美国军方制定了 MIL-H-83282 规范，后来经过 几 次 修 订 于 1986 年 公 布 了 MIL -H -83282c 合成烃基液压油。这种液压油的抗燃性优于石油基液压油 MlLH-5606，并能与其相容，液压系统的材料无需改变，可以和符合 MIDH-5606 油互相代用，其除低温性能稍差外，其他性能均较优。这种MIL-H-83282 合成烃基液压油主要用于飞机的液压系统、自动驾驶仪、减震器、制动器、襟翼制动装置、导弹的液压伺服系统以及其他使用合成密封材料的液压系统，也适用于航空发动机压缩机和有关的设备等。液压油的性能较磷酸酯液压油具有抗燃、抗低温、对人体无毒和不污染环境的优点。例如，我国引进的海豚直升机规定使用了符合 MIL-H-83282B 规范的合成航空耐燃液压油；我国自行设计生产的直 9 机也是用了符合 MIL-H-83282B规范的合成烃耐燃液压油。

2.3 中石化石油化工科学研究院RP4350 合成烃航空耐燃液压油

合成烃航空耐燃液压油是以聚 α-烯烃为基础油研制而成的，与矿物油有很好的相容性及抗水解性，经过对其进行橡胶的相容性试验、抗燃性试验、助力器台架试验、油泵台架试验及超落架落震试验等重重验证，最终确定其具有如下优点：符合对 NBR-L 橡胶的体积膨胀率、抗燃性能与国外的 FH2 液压油相当且明显由于 12 号航空液压油、助力器动态性能良好、较好的剪切稳定性和氧化安定性以及较好的低温启动性能等。

RP4350合成烃耐燃航空液压油耐燃性好，降低了着火危险；使用温度范围较宽，氧化安定性好 ；并且与石油基液压油相容，可以轻易的取代石油基液压油。石科院RP4350液压油是未来我国军用航空液压系统用油的发展方向。

石科院RP4350液压油预定用于飞机、导弹等装备上的自动导航装置、减震器，空气压缩机齿轮箱、制动器、襟翼控制装置、导弹液压伺服控制系统和其他使用合成密封材料的液压系统。使用温度在-40℃~205℃范围内。

2.4 HFDU 合成酯抗燃液压油

HFDU 合成酯抗燃液压油是不含水的全合成油品，属于 HF 系列的液压油，它由具有特殊结构的合成油为原料，并添加了高效无灰的抗燃剂、抗磨剂和防锈防腐等添加剂调合而成。与矿物油相比具有高粘度指数、高闪点、高燃点等高温性能，与水-乙醇型的液压油相比具有较好的粘温性能、润滑性能和防腐蚀、防锈性能。其良好的抗燃性和优异的润滑性能大大降低了液压系统的磨损，从而增加了液压系统的使用寿命；较好的粘温性能够保证油品在较为复杂的环境条件下使用，可以说冬夏通用。

3 飞机合成液压油的发展展望

随着科技的不断进步，新的性能更加优异的合成液压油还会不断的被研制出来，从而为航天航空事业的快速发展起到积极的促进作用。