资料来源:解放军报
一架战斗机居然修理了四年?
是的,最近美军表示,2018年受损的五大机器F-22今年可能会再次服役。据悉,该战斗机在起飞时由于数据计算错误,提前回收起降齿轮,因起伏滑动跑道而受损,并立即被转移到维修工厂开始了漫长的维修旅行。
众所周知,第五代机器具有超强隐身、超音速巡航、初期动力等特点,研发ampd制造和维护都在考虑一个国家的航空工业技术水平。(威廉莎士比亚,Northern Exposure,)使用方便并不意味着维修得好。这并不意味着隐身涂层脆弱,系统结构复杂。第五代机器问世以来,航空维修技术的难题接连不断。那么,第五代机器的维护有多困难呢?外国军工企业如何突破这种技术难关?
修理一架先进战斗机有多难
宋汝书法
定期“化妆”——
风景一个小时,“化妆”日夜不停。
魔法世界里有一件神奇的披风,穿上它就能隐身。随着航空技术的迅速发展,五大机器屈指可数的变化是具有强大的隐形功能。
战斗机之所以能隐身,不仅有特殊的“筋骨”,还依赖于个人定制的“美容美妆”——隐形涂层。
众所周知,雷达通过发射和接收雷达波来探测战斗机的踪迹。隐身涂层的作用是吸收雷达波,使对方雷达无法接收战斗机飞行信息。就像游戏精致的皮肤能给玩家提升战斗力一样,隐身涂层能大大提高五大机器的隐身能力。(约翰f肯尼迪)。
为了使“化妆”更加精致,航空设计师在“化妆”材料的选择上倾注了心血。他们以铁氧体、聚合物为原料,通常涂3层气体。入口等气流冲击严重的部位,涂层数量可能增加到10层。
但是,层层包裹的第五代机器虽然隐身性能好,但“美容化妆”的成本超乎想象。隐身涂层耐久性不好,会对雨水产生“过敏反应”,在恶劣的条件下,超音速飞行后有时会发生“化妆脱粉”,隐身性能也会下降。更糟的是,受气流影响,涂层在飞行过程中脱落,容易吸入发动机内,造成严重的飞行事故。
“化妆”随时随地进行。以F-22战斗机为例,每飞行一小时要进行20小时以上的维护,这可以说是“风景一小时,化妆一天一夜”,维护人员每天要把一半的工作时间涂在战斗机上,每隔一定的时间全部重新刷上。
“化妆”环境很严酷。水分、温度、湿度等环境因素很高,战斗机露天停车也不允许。有资料表明,长时间暴露在直射光线下,涂层会逐渐开裂,最终结块脱落。每台第五代机器都有独立房间——防潮和恒温空调机库,以确保环境合规,防止涂层脱落。
“化妆”费用急剧上升。据统计,F-22战斗机每飞行一小时的费用高达5万美元,每次更换隐形涂层都接近100万美元,高昂的维修费用是很多国家军队无法负担的。
缺陷修正——
缺乏“先天”,“后天”被改造了
2011年美军第五代F-35的诞生引起了世人的关注。F-35宣称可以继承F-22的大量先进技术,实现最大限度的普遍化,从而取代F-16、F/A-18等多种第四代机型,强大的性能将吸引多国部队的购买。
与第四代机器相比,第五代机器的技术性能实现了巨大的飞跃。有消息称,这种飞跃甚至远远领先于四代战斗机之间的隔代差距。这得益于五大机器的隐形外形、主动相控阵雷达、高级模块化航空电子系统等大量“黑科技”应用。毫无疑问,五大飞机热装能给空军战斗力带来质的飞跃。
但是,在收购F-35战斗机后,很多故障问题接连出现,列装国军备受诟病。(威廉莎士比亚,F-35战斗机,战争,战争,战争,战争,战争)
据悉,在研制F-35战斗机时,暴露出致命缺陷和近千件安全问题。F-35受到世界各地各种环境气候因素的影响,严重的“水土不服”——涂层经常脱落,电池低温损坏等问题,使维修人员头疼。
此外,复杂的系统保证了各种问题。众所周知,五大机器将多种尖端技术集成到同一个平台上,会出现兼容性问题。就像新系统需要打磨一样,战斗机在飞行初期会出现很多意想不到的问题,影响战斗机的飞行可靠性。(大卫亚设)。
许多问题给第五代机器的维修带来了新的挑战,各国的维修人力为此消耗了巨大的精力。面对“先天”不足,把“后天”改造成必答。那么,外国维修人员对五大机器进行了哪些改装升级?
第一,建强的“大脑”。F-35集成处理器(ICP)被称为“战斗机大脑”,具有强大的数据处理能力,处理速度比F-22快10倍,飞机的通信、引导、控制等一系列数据处理都需要依靠ICP正常工作。F-35战斗机的各种程序代码超过800万行,是F-22的5倍,软件缺陷达900多项,由于一系列问题,R & ampd和服务人员强迫系统经常升级。
我们知道智能手机升级新软件后,系统速度会下降。战斗机也一样。在多次软件升级后,ICP的运营能力也可能遇到瓶颈。由于模块化设计结构复杂,ICP的维修升级只能通过更换模块解决。有消息称,升级版的处理器预计在2023年投产。
二是改善“视力”。F-35战斗机头盔具备夜视系统、前视红外跟踪系统、虚拟抬头显示等多种技术手段。进入使用前,应通过头部扫描、建模等方式满足飞行员的“个人定制”。但是,使用后不久头盔出现了“绿灯”问题。
外国飞行员表示,在气候恶劣的夜间飞行中,头盔夜间视觉相机上会出现绿色条纹。就像眼球在强光照射下看不清黑暗中的物体一样,绿灯的照明会收缩瞳孔,使飞行员看不到飞机外的光,从而造成安全隐患。目前,软件升级、有机发光二极管更换等手段已应用于头盔的改造升级,“绿灯”问题也暂时得到改善。
第三,治疗“缺氧”。战斗机供氧系统
统的重要性不言而喻,F-35战机的供氧系统能够从大气中直接吸收转化氧气,改变了从地面携带氧气的传统供氧方式。然而,取消备用供氧后,主供氧系统一旦出现故障,极易引发飞行员缺氧。自服役以来,F-35战机飞行员已经报告了数十次缺氧问题,一度造成战机停飞甚至引发飞行事故。改装后,备用氧气系统重新安装到F-35战机上,在主供氧系统出现故障时,能够自动启动备用系统,防止飞行员因缺氧失去意识导致战机失控。F-35的机载供氧系统还配备了自动化座椅备用氧气源,紧急情况下,飞行员被弹射出战机后,备用系统自动工作,解决氧气供应问题。
在航空设计师的持续努力下,F-35战机的设计缺陷正逐步解决。目前,一类缺陷已经从15个降至7个,整体性能得到良好优化。
学习“医术”——
专业化开班办学,培养“战机医生”
作为“战机医生”,维修人员的“医术”决定战机能否快速有效完成修复。
还是以F-35为例,对其进行修理并非易事,涉及地面保障、航空电子设备等15个专业,要求维修人员对多个专业融会贯通。有人问,修理基地已经培养了大量维修技师,老机型的维修经验能否“嫁接”到新机型上呢?
由于五代机结构复杂、部件精密,老机型的维修人员在承担五代机的维修任务后,除了少数通用部件的修理经验可以直接借鉴,大部分维修技术都要重新学习,造成维修人才紧缺的现象。
维修人才成为“刚需”。相关国家开始致力于维修训练体系建设,建立维修培训学校,用来提升维修人员的专业技能。
一是“硬件”准备,升级必要教具资源。与前几代战机相比,五代机维修的专业化、智能化程度更高。学校针对五代机的维修程序和特点,设置维修训练装置、制作多媒体课程、制订培训计划,以满足日常训练需要。
二是“软件”升级,引进先进训练系统。与现场实操式的“大班”培训不同的是,新的训练系统采用任务演练训练器和桌面模拟器,提供360度视角以及与飞机显示屏同步的桌面界面。学员甚至不用接触飞机,就能身临其境了解大部分维修流程和故障特征,完成95%以上的训练内容。
三是“课程”开发,构建专业培训体系。专业维修训练课程必不可少,其中包含飞机维修基础理论知识,机体结构、机载电子系统等专业知识,以及电子技术手册使用和交互式软件操作等课程。学习完所有课程后,学员必须通过一系列评估和考核,才能成功拿到毕业证。
在专业化维修培训模式下,相关国家每年超过2000名维修技师能够完成结业,为五代机维修提供保障。
缩短周期——
从简单到复杂,再从复杂到简单
现代空战,战机能否实现精准快速维修,关系到空军装备战斗力建设。
早在20世纪20年代初期,维修体制伴随着航空技术的起步而诞生,形成了修理厂式的一级维修体制。经过数十年发展,维修体制经历了从简单到复杂,再从复杂到简单的演变,美军曾进行了三级、四级维修体制的探索,并固化成三级维修体制——即基层级、中继级和基地级维修,在战机维修领域被广泛应用。
随着战训需要和维修理念的转变,五代机摆脱了传统的三级维修体制,取消中继级维修,采用效率高、经济性好的二级维修体制,极大缩短了战机维修周期。
然而,二级维修体制虽然减少了维修环节,但维修效率与战训需求之间仍然有“缺口”。为此,国外一些军工企业进行了一系列探索。
其一,提升基地级维修能力。一些国家已将基地级维修能力建设作为战机修理的首要任务,在对维修能力进行系统评估后,增加维修基地的备件储备,建立设施更完备的维修基地,用以缓解五代机的保障压力。
其二,建立零备件全球供应系统。美国计划为F-35战机构建遍布全球的供应网络,通过100多条线路,在各个列装五代机的国家之间运输零备件,缩减零备件的等待周期,以此提高维修效率。
其三,探索先进维修方式。经过航空工程师的数十年探索,基于状态监控的维修方式应运而生,维修方式正在实现由预测性向预防性转变。新的维修方式能够实现战机状态监控和预测,在修理工作未开展时,提前生成维修工作计划,精准缩小故障范围,减少维修成本和工作量。
即使维修保养困难重重,五代机仍然是未来战机的发展趋势。致力于升级维修能力的研发工作从未停止,3D打印、大数据、云计算等先进技术不断投入到五代机的修理维护中,不仅让战机维修的“工具箱”更加丰富,也为新一代战机的设计制造储备“数据”、勾画“蓝图”。
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