海军航空大学某团修理厂探伤技师使用超声波探伤仪对飞机轮毂进行检测。宋 鹏摄

在航空工业领域，有一个叫“结构疲劳”的名词。那什么是结构疲劳呢？我们先举个例子，要想徒手拉断铁丝是很难的，但铁丝反复弯折就很容易折断。这表明，即使反复变化的外力远小于能将金属直接拉断的恒力，也会使金属的机械性能变弱。

当战机结构出现裂纹，那么这架战机就出现了结构疲劳。2007年，美国空军的一架F-15战机在模拟空战时机头突然断裂，造成美军F-15战机大面积停飞。调查结果显示，事故起因是战机上的一根金属纵梁出现了疲劳断裂。

由于战机结构疲劳是较小的外力反复长期作用的结果，在开裂前基本没有明显的塑性变形，因此很难预见。据统计，约90%的飞机事故都与结构疲劳有关。为保证飞行安全，机务人员通常会根据飞机寿命情况，加大对机体结构的探伤检查频次，以降低结构疲劳故障概率。

通常，降低结构疲劳故障概率有3种方法。

一是科学预防。对于“高龄”战机，修理人员会根据“疲劳曲线”，提前为机体结构进行“伤势检查”。检测过程中，修理人员使用超声波、红外线、γ射线探测仪等无损检测设备，测量反射信号质量，查找出机体结构的疲劳受损区域，轻松探明结构的“劳损”程度。

二是重点加固。当构件出现疲劳裂纹后，修理人员会在裂纹处打止裂孔，通过增大裂纹尖端的曲率半径，降低应力集中程度，减缓裂纹扩展速度。同时，修理人员还会针对经常受力部位，制作特殊的角盒，对容易产生裂纹的位置进行预防式加厚，使得“疲劳”构件重获新生。

三是源头根治。要想根治结构疲劳故障，提升结构金属材料的品质更为关键。为此，各大飞机制造商在结构材料中多采用特殊合金，以提高金属抵抗疲劳的能力。在加工金属零件时，技术工人还会对过渡圆角、螺栓孔等应力集中的部位进行优化，采用滚压、喷丸、抛光处理等手段，提升战机结构抗疲劳能力。

此外，3D打印、激光焊接等先进工艺已应用于现代战机结构制造，使得大型构件整体制造成为可能，进一步减少了金属疲劳缺陷的形成。随着科技发展日新月异，应对机体结构疲劳将会有更多更新的技术出现。（杨  斌  姜子晗）