人民網
人民網>>軍事

戰機“護膚”那些事

2018年11月16日08:43 | 來源:解放軍報
小字號

F-35戰機採用了新一代隱身涂料技術,不再擔心涂層的脫落問題。徐小丹 攝

風馳電掣,鷹擊長空。剛剛閉幕的第十二屆中國國際航空航天博覽會上,各種戰機“盛裝”登場,一展雄姿。

速度與激情的背后,離不開戰斗機的一副“好身板”。很多人以為,戰斗機生來就是銅頭鐵腦一身鋼,不怕磕磕碰碰。事實恰恰相反,就算沒有受到明顯外力撞擊,戰機也很容易受傷,需要精心保養。

說起飛機保養,很多人都會聯想到汽車4S店的定期保養。與汽車的保養相比,戰機保養要復雜得多,僅戰機“皮膚”的養護,就有多重工序、需要多層涂裝甚至還要實施“整容”手術。今天,我們就來聊聊戰機的機體表面材料養護。

戰機的“皮膚”也嬌嫩

和人的皮膚怕風吹日晒一樣,戰機的皮膚更怕日晒雨淋。假如不用“護膚品”,戰機表面的材料很快就會起斑點和橘皮凹坑,進而大面積“毀容”。

為運載大量載荷上天和便於機動,制造飛機機體時使用的都是強度高、重量輕的材料。這些材料包括鈦合金、鋁合金以及超高強度的不鏽鋼等。迄今為止,制造飛機所用的材料中,金屬材料仍然佔到一半以上。

這類金屬材料的優點和缺點都很顯著。其優點是強度高,超聲速飛行也不會令其折斷。其缺點是特別怕腐蝕,自然界中無處不在的水汽、煙霧、霧霾都很容易侵蝕戰機材料,不管這些材料是外露的,還是內置的。一旦戰機材料生鏽或者開裂,即便遇到不太大的載荷也可能發生斷裂,進而嚴重危及戰機飛行安全。

高強度鋁合金廣泛應用於戰機大梁、桁條、起落架、隔框和蒙皮等部位。在高溫、高濕、高鹽霧的熱帶海洋氣候中,未加防護的戰機暴露8天后,表面就會出現點狀腐蝕凹坑。之后,凹坑從外到內迅速擴展。4個月后,材料表面形成鼓包。2年之后,表面出現分層剝離現象。如此一來,戰機不僅表面損壞,材料內部也幾乎被挖空。

其實,不僅是鋁合金,鈦合金和鋼合金在一定情況下也會發生腐蝕現象。

有“航空航天最佳材料”之稱的鈦合金,就容易因不同液體浸泡而被腐蝕,或者因不同電位差金屬接觸造成電化學腐蝕。

鋼合金的生鏽,更是常見。這些現象充分說明,看似堅固無比的戰機,其實也有致命“要穴”和“罩門”,在大自然的風吹雨淋下,照樣會加速老化。

所以,一些國家的戰機在沿海地區執行完低空任務后,要及時“洗澡”,通過地面上由噴水口組成的水幕,用淡水把機身上下沖個遍。這樣做是為了避免機身上殘留的鹽分對機體表面材料造成腐蝕。

“護膚”,想要達標不容易

人類重視護膚是為了美觀,而戰機“護膚”很大程度上是為了“生存”。為給戰機“延壽”,飛機設計師對戰機的“皮膚”格外關照,開出了很多“美容方”加以養護。其中,最常用的方法就是給戰機“擦粉”。

當然,飛機擦的“粉”可不簡單。具體來說,那就是一層層涂料。涂料,就是涂敷到物體表面上,干燥之后能結成堅韌完整的保護薄膜的物質。飛機部件在制造成型之后,大多要涂上多層涂料,比如底漆、面漆、防腐劑。此外,還要給飛機敷上一層“面膜”,也就是外層涂裝。

對於普通柔性的中低強度鋁合金蒙皮,通常做法是在表面覆蓋一層非常薄的純鋁作為保護膜。這個時候戰機就可以“素面朝天”,或者涂上客戶喜歡的顏色。假如不涂色,戰機的外觀就是銀色的高反光鏡面,很多民航飛機的外表就是這樣。

對於強度較高的鋁合金材料,大多採取“泡澡”方式處理,即進行陽極氧化處理。經過這道“美容”程序,材料表面會形成致密陽極氧化層。這層膜硬度高、耐磨性好、耐腐蝕能力強,可以使表層材料不太害怕風雨的侵蝕。陽極氧化層形成之后,材料會從熱的良導體變成絕緣體,耐熱性能大大提高,1500℃的高溫都不在話下。同時,這層膜具有很強的吸附能力,可以在上面噴涂各種不同的保護漆,比如底漆或者面漆,會進一步延長材料在腐蝕環境下的壽命。這就是傳統的飛機“美容術”。

這一層層的“粉”既“貴”又“重”,以民用的波音747飛機為例,裝飾整機至少需要250千克涂料,對一架飛機進行彩色噴漆的費用最多可達20萬美元。

“整容”,隻為戰場求生

隨著高新科學技術的發展與投入運用,戰斗機的“護膚”技術也在大步跟進。為提升戰場生存率,戰機甚至經受了從“護膚”到“整容”的巨變。

20世紀80年代,美軍開始列裝F-117“夜鷹”戰機。“夜鷹”打開了戰機隱身技術的大門,也把新的“護膚”方式呈現在世人面前。海灣戰爭中,“夜鷹”飛到了防守嚴密的伊拉克首都巴格達核心區域進行投彈,而伊拉克的雷達居然毫無反應。之所以能實現“隱身”,是因為“夜鷹”成功進行了“整容”。

隱身飛機和普通飛機相比,機翼和機身做了特別的“剪裁”,大部分表面或者邊緣都是傾斜而且相互平行的。這一設計,可以將前方的敵人雷達波反射到遠離原方向的無害位置,而且飛機的雷達反射截面可縮減到未“剪裁”時的1%左右,使雷達發現距離極大縮短。

不僅如此,隱身飛機還運用了新型“護膚品”——隱身涂料。涂料在飛機隱身中起到的作用僅次於飛機的外形結構。常見的飛機隱身涂料包括雷達吸波涂料、紅外吸波涂料、可見光吸波涂料、激光吸波涂料、聲吶吸波涂料和多功能吸波涂料。

正常使用雷達隱身涂層,能使反射信號顯著降低。美軍的F-22“猛禽”戰斗機使用的隱身材料多達6層。在與F-15“鷹”戰斗機進行的空中模擬對抗中,即便“猛禽”飛到了目視距離,“鷹”的雷達仍然難以鎖定它。這就是“整容”的威力。

但是,“猛禽”為此付出的代價也不小——其表面隱身涂層經常“掉粉”開裂。美軍機務維護人員每天一半工作量都在給戰機“補妝”,非常麻煩。為此機務人員調侃“猛禽”是“嬌滴滴的機庫皇后”。近年來,F-35“閃電”戰斗機使用的涂層變得牢固而結實,不再需要經常給機身“補妝”。這也為各國“養護”戰機提供了新的思路和借鑒。(李超 謝嘯天)

(責編:趙苑旨(實習生)、羋金)

分享讓更多人看到

返回頂部