战机“护肤”那些事
更新时间:2024-08-23 07:06 发布者:admin
F-35战机采用了新一代隐身涂料技术,不再担心涂层的脱落问题。徐小丹 摄
风驰电掣,鹰击长空。刚刚闭幕的第十二届中国国际航空航天博览会上,各种战机“盛装”登场,一展雄姿。
速度与激情的背后,离不开战斗机的一副“好身板”。很多人以为,战斗机生来就是铜头铁脑一身钢,不怕磕磕碰碰。事实恰恰相反,就算没有受到明显外力撞击,战机也很容易受伤,需要精心保养。
说起飞机保养,很多人都会联想到汽车4S店的定期保养。与汽车的保养相比,战机保养要复杂得多,仅战机“皮肤”的养护,就有多重工序、需要多层涂装甚至还要实施“整容”手术。今天,我们就来聊聊战机的机体表面材料养护。
和人的皮肤怕风吹日晒一样,战机的皮肤更怕日晒雨淋利来国际原网址。假如不用“护肤品”,战机表面的材料很快就会起斑点和橘皮凹坑,进而大面积“毁容”。
为运载大量载荷上天和便于机动,制造飞机机体时使用的都是强度高、重量轻的材料。这些材料包括钛合金、铝合金以及超高强度的不锈钢等。迄今为止,制造飞机所用的材料中,金属材料仍然占到一半以上。
这类金属材料的优点和缺点都很显著。其优点是强度高,超声速飞行也不会令其折断。其缺点是特别怕腐蚀,自然界中无处不在的水汽、烟雾、雾霾都很容易侵蚀战机材料,不管这些材料是外露的,还是内置的。一旦战机材料生锈或者开裂,即便遇到不太大的载荷也可能发生断裂,进而严重危及战机飞行安全。
高强度铝合金广泛应用于战机大梁、桁条、起落架、隔框和蒙皮等部位。在高温、高湿、高盐雾的热带海洋气候中,未加防护的战机暴露8天后,表面就会出现点状腐蚀凹坑。之后,凹坑从外到内迅速扩展。4个月后,材料表面形成鼓包。2年之后,表面出现分层剥离现象。如此一来,战机不仅表面损坏,材料内部也几乎被挖空。
有“航空航天最佳材料”之称的钛合金,就容易因不同液体浸泡而被腐蚀,或者因不同电位差金属接触造成电化学腐蚀。
钢合金的生锈,更是常见。这些现象充分说明,看似坚固无比的战机,其实也有致命“要穴”和“罩门”,在大自然的风吹雨淋下,照样会加速老化。
所以,一些国家的战机在沿海地区执行完低空任务后,要及时“洗澡”利来国际原网址,通过地面上由喷水口组成的水幕,用淡水把机身上下冲个遍。这样做是为了避免机身上残留的盐分对机体表面材料造成腐蚀。
人类重视护肤是为了美观,而战机“护肤”很大程度上是为了“生存”。为给战机“延寿”,飞机设计师对战机的“皮肤”格外关照,开出了很多“美容方”加以养护。其中,最常用的方法就是给战机“擦粉”。
当然,飞机擦的“粉”可不简单。具体来说,那就是一层层涂料。涂料,就是涂敷到物体表面上,干燥之后能结成坚韧完整的保护薄膜的物质。飞机部件在制造成型之后,大多要涂上多层涂料,比如底漆、面漆、防腐剂。此外,还要给飞机敷上一层“面膜”,也就是外层涂装。
对于普通柔性的中低强度铝合金蒙皮,通常做法是在表面覆盖一层非常薄的纯铝作为保护膜。这个时候战机就可以“素面朝天”,或者涂上客户喜欢的颜色。假如不涂色,战机的外观就是银色的高反光镜面,很多民航飞机的外表就是这样。
对于强度较高的铝合金材料,大多采取“泡澡”方式处理利来国际原网址,即进行阳极氧化处理。经过这道“美容”程序,材料表面会形成致密阳极氧化层。这层膜硬度高、耐磨性好、耐腐蚀能力强,可以使表层材料不太害怕风雨的侵蚀。阳极氧化层形成之后,材料会从热的良导体变成绝缘体,耐热性能大大提高,1500℃的高温都不在话下。同时,这层膜具有很强的吸附能力,可以在上面喷涂各种不同的保护漆,比如底漆或者面漆,会进一步延长材料在腐蚀环境下的寿命。这就是传统的飞机“美容术”。
这一层层的“粉”既“贵”又“重”,以民用的波音747飞机为例,装饰整机至少需要250千克涂料,对一架飞机进行彩色喷漆的费用最多可达20万美元。
随着高新科学技术的发展与投入运用,战斗机的“护肤”技术也在大步跟进。为提升战场生存率,战机甚至经受了从“护肤”到“整容”的巨变。
20世纪80年代,美军开始列装F-117“夜鹰”战机。“夜鹰”打开了战机隐身技术的大门,也把新的“护肤”方式呈现在世人面前。海湾战争中,“夜鹰”飞到了防守严密的伊拉克首都巴格达核心区域进行投弹,而伊拉克的雷达居然毫无反应。之所以能实现“隐身”,是因为“夜鹰”成功进行了“整容”。
隐身飞机和普通飞机相比,机翼和机身做了特别的“剪裁”,大部分表面或者边缘都是倾斜而且相互平行的。这一设计,可以将前方的敌人雷达波反射到远离原方向的无害位置,而且飞机的雷达反射截面可缩减到未“剪裁”时的1%左右,使雷达发现距离极大缩短。
不仅如此,隐身飞机还运用了新型“护肤品”——隐身涂料。涂料在飞机隐身中起到的作用仅次于飞机的外形结构。常见的飞机隐身涂料包括雷达吸波涂料、红外吸波涂料、可见光吸波涂料、激光吸波涂料、声呐吸波涂料和多功能吸波涂料。
正常使用雷达隐身涂层,能使反射信号显著降低。美军的F-22“猛禽”战斗机使用的隐身材料多达6层。在与F-15“鹰”战斗机进行的空中模拟对抗中,即便“猛禽”飞到了目视距离,“鹰”的雷达仍然难以锁定它。这就是“整容”的威力。
但是,“猛禽”为此付出的代价也不小——其表面隐身涂层经常“掉粉”开裂。美军机务维护人员每天一半工作量都在给战机“补妆”,非常麻烦。为此机务人员调侃“猛禽”是“娇滴滴的机库皇后”。近年来,F-35“闪电”战斗机使用的涂层变得牢固而结实,不再需要经常给机身“补妆”。这也为各国“养护”战机提供了新的思路和借鉴。(李超 谢啸天)自攻螺钉自控离合器自切螺钉自攻螺纹字啮合锥齿轮利来国际原网址自激振动自然腐蚀电位字啮合冠轮