新材料新工藝正在改變起落架的大修方式

06-27

在新型飛機起落架的設計製造和維修過程中，越來越多地開始應用複合材料、更耐用的金屬材料以及替代性的抗腐蝕塗層工藝，使得起落架大修間隔時間在不斷延長。因此，隨著新型飛機機隊數量的增加，起落架維修供應商需要儘早決策是否應斥資購置新維修設備，進而開展新型飛機的起落架維修業務。

在當今起落架的設計製造和維修過程中，越來越多地開始應用複合材料、更耐用的金屬材料以及替代性的抗腐蝕塗層工藝。對於飛機起落架的維修服務商來說，這些可能會改變起落架售後服務市場的「遊戲規則」。

複合材料在起落架中的大量應用

位於荷蘭海爾蒙德市的福克起落架公司（Fokker Landing Gear）表示，複合材料在起落架中的大量應用將加快起落架修理向視情維修這一維修模式的轉變，並且將逐漸減少起落架所需的重維修檢查，這也是起落架維修的未來發展趨勢。隸屬於GKN宇航的福克起落架公司是一家起落架製造商和維修服務商，承擔著龐巴迪Q400雙渦輪螺旋槳飛機的起落架生產工作。在起落架維修方面，福克起落架公司可為波音737和福克公司的傳統機型（福克50、福克70和福克100飛機）提供起落架維修服務。此外，福克起落架公司也為那些安裝了福克公司生產的碳纖維和聚合樹脂複合材料起落架部件的軍機提供維修服務。

福克起落架公司表示，與傳統金屬材料製成的起落架相比，複合材料起落架更耐用、重量更輕、更耐腐蝕且生產成本更低。此外，複合材料起落架的生產周期更短，通常只需2~3個月，而很多傳統金屬材料起落架的交付時間卻長達2年。

目前福克公司正在研究複合材料在起落架部件中的應用，但具體細節尚未披露。

起落架部件的新表面處理方式

廈門太古起落架維修服務有限公司則認為，在未來的起落架製造過程中仍離不開高強度的鋼和鈦合金的使用，這一趨勢在未來一段時間內不會發生太大變化，但可能會發生改變的是這些鋼部件的表面處理方式。該公司指出，為了使鋼部件更耐用、更具抗腐蝕性，在維修業內普遍應用的表面處理方式有兩種：一種是使用鎘和磷酸鹽試劑的化學鍍，另一種是使用鉻或鎳試劑的電鍍。在電鍍中，鎳試劑用於主要部件的搶修，鉻試劑則用於對出現磨損和處於高溫工況的零件的表面修復。

廈門太古起落架維修服務有限公司認為起落架維修業的發展趨勢是採用鈦粉的HVOF技術取代採用鉻試劑的電鍍。因為採用鈦熱噴塗後的起落架部件硬度更高、更耐磨、可持續使用時間更長，並且得益於其更高的表面密度，還能最終減少零件之間的摩擦力。該公司表示，OEM延長了應用HVOF技術的起落架的大修間隔時間（TBO），也表明了HVOF塗層的耐熱性能和抗腐蝕性能更優異，所以維修需求有所減少。這一結論已經在軍用飛機領域得到驗證，因此HVOF技術在民用航空領域上應用也將會得出同樣的結論。此外，該公司還指出，儘管HVOF技術不可能完全替代電鍍，但在未來3~5年內，維修業對這一技術的需求還將持續上升。

廈門太古起落架維修服務有限公司指出，熱噴塗技術已經獲得OEM的批准，可應用於空客A320neo、空客A350、波音787、波音737MAX等新型飛機的整個著陸系統上，以及某些傳統機型的著落系統部件上。因此，隨著新型飛機機隊數量的增加，起落架維修供應商需要儘早決策，是否應該投資300~500萬美元購置HVOF設備，進而開展新型飛機的起落架維修業務。

捷克航空技術公司（Czech Airlines Technics）表示，歐盟的「化學品註冊、評估、許可和限制」（REACH）法規強制要求歐盟國家的維修企業改進某些表面塗層技術，其中大部分均涉及使用鎘和鉻的一些方法。捷克航空技術公司的運營基地位於布拉格，可以為波音737系列飛機提供完整的起落架維修服務，以及為空客A320、巴航工業ERJ135/145和ATR42/72飛機提供部分起落架部件的維修服務。

捷克航空技術公司認為，HVOF技術和鋅鎳合金電鍍是表面塗層技術的未來發展方向。HVOF技術是一種高級表面處理方法，已經在某些應用了高強度鈦合金等先進材料的新一代飛機（如空客A350飛機）起落架上得到應用。毒性相對較低的鋅鎳合金電鍍已經被批准作為鉻電鍍的替代技術手段，但由於鋅鎳合金塗層無法達到鉻塗層那樣優異的抗腐蝕性能，因此鋅鎳合金塗層是否能夠真正替代鉻塗層仍然值得討論。此外，儘管目前尚無鉻塗層的確切替代選項，但REACH法規附錄第十四章節明確對三氧化鉻試劑的使用做出了限制，維修企業需要提交使用申請並獲批後才能使用該試劑。

福克公司也在探索新的塗層工藝，以期採用更環保的鈷粉高速氧燃料熱噴塗技術（HVOF），消除傳統起落架製造過程中的鉻和鎘的使用。鈷這種材料可在零件表面形成更堅硬、更耐磨的塗層，特別是在軸承和密封件的滑動面上。

有趣的是，由於知識產權和專利權等問題，維修企業並非輕易就可以獲取這些在研新起落架維修技術。以應用於鈦合金部件的陽極氧化工藝——電鍍碘（tiodizing）為例，由於維修供應商的專業能力和專利權屬的限制，維修企業通常只能選擇將這項維修工作外包。基於以往經驗，由於可以提供這項維修服務的供應商過少，承包商的維修周轉時間（TAT）通常需要5個月之久。為了應對這一超長的TAT，維修企業需要制定詳細周密的零備件方案。

漢莎技術公司表示，發生在起落架製造領域的技術變革比較緩慢，目前呈現兩個發展趨勢：一個是鉻電鍍技術已經逐漸被HVOF技術所取代；第二個是由於鈦合金部件的抗腐蝕性更優異，因此越來越多的鈦合金部件正在替代一些起落架鋼部件。與此同時，漢莎技術認為，依照這樣的發展趨勢，在產的新型起落架系統的部件數量將會更少、形狀將會更複雜。此外，漢莎技術公司指出目前大多數起落架的TBO通常為10年以上，在此期間只需對其完成有限的航線維護工作即可。但未來大多數新型起落架的TBO都不會有太大改變，只會略有所延長，如巴航工業的E170和E175飛機的起落架TBO已經達到了12年。

起落架維修企業的維修決策

當談及起落架航材和維修保障上的這些新變化是否需要維修企業投資拓展新的保障技術時，漢莎技術公司表示這取決於多個因素。首先，在起落架大修過程中，HVOF塗層的維修需要新的技術手段；其次，針對鈦合金部件需要完成的修理工作較少；再者，如果未來複合材料在起落架上的應用比例加大，將需要維修企業具備與目前傳統鋼鋁起落架維修方法完全不同的新維修技術。

起落架製造商是否將在起落架的售後服務市場承擔更多的工作，也會影響獨立維修企業拓展新型起落架維修能力的決策。

廈門太古起落架維修服務有限公司表示，為了保障航空公司客戶的高效運營，維修企業通常會選擇市場保有量足夠大、維修需求旺盛的機型斥資購買其周轉件，對於寬體飛機尤其如此。周轉件的購置是一筆巨額投資，如波音777-300 ER飛機的單套起落架組件的成本約為2000萬美元，波音747-8飛機的單套起落架組件成本更是超過了3000萬美元，因此這也成為了部件OEM進軍售後服務市場的一大優勢。此外，廈門太古起落架維修服務有限公司指出，另外一個影響獨立維修企業決策的因素是新型飛機起落架的TBO延長至12年，這很可能導致一些小型的起落架維修供應商退出這一市場。

漢莎技術公司表示，航空公司需要與維修企業緊密合作，以盡量降低飛機擁有成本。目前，起落架備件或全套起落架系統的航材價格大幅提高，但與此同時，這些起落架的TBO也在不斷增加，可幫助航空公司減少運營成本。這意味著航空公司不再需要自行儲備起落架零備件，而可以選擇由維修企業提供的起落架交換服務，這樣更符合整體市場需求。

展望未來

據Cavok諮詢公司表示，在未來3年內，起落架維修企業將迎來穩定的市場需求。2016年，全球機隊的起落架維修數量為1800多套，在2017-2018年內還會以5%的增長率增加。此外，預計北美、西歐和亞太地區將在未來幾年內引領起落架大修業務的增長。

但非洲和印度地區的起落架大修需求是個例外，根據2016-2018年起落架維修市場預測，這兩個地區2017年的起落架維修數量增長率將達到25%和50%。儘管這兩個地區的起落架的絕對維修數量較少，但這對於該地區的維修企業來說仍是一個挑戰。隨著起落架逐漸步入大修期，尋找一家方便且可靠的維修企業為其承擔額外的起落架大修工作將是運營商面對的下一個挑戰。儘管某些維修企業可承擔來自世界各地的維修業務，但對於小型運營商來說尋找到合適的維修企業仍然非常困難。此外，將起落架送至距離很遠的維修廠進行維修，也會帶來修理周期過長和維修費用增加的問題。

預料之中的是，窄體飛機的起落架維修需求在未來3年內會小幅上升，但較寬體飛機的上升幅度要大一些。Cavok公司指出，空客A319/A320和波音737-700/800飛機將是窄體飛機起落架維修市場的主要需求來源，預計將保持穩定但相對較低的年增長率。對於寬體飛機來說，波音777飛機的起落架大修需求將在2016-2017年間大幅增長50％，這也成為了各起落架維修企業調整維修產能規劃的一個關注點。

（藍楠，編譯自AW&ST Inside MRO，2016-11-29）