戰機的「皮膚」也嬌嫩!聊聊戰機「護膚」那些事

李超、謝嘯天

0
358

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。

速度與激情的背後,離不開戰鬥機的一副「好身板」。很多人以為,戰鬥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,戰機保養要複雜得多,僅戰機「皮膚」的養護,就有多重工序、需要多層塗裝甚至還要實施「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,製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,製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天後,表面就會出現點狀腐蝕凹坑。之後,凹坑從外到內迅速擴展。4個月後,材料表面形成鼓包。2年之後,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後,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,那就是一層層塗料。塗料,就是塗敷到物體表面上,乾燥之後能結成堅韌完整的保護薄膜的物質。飛機部件在製造成型之後,大多要塗上多層塗料,比如底漆、面漆、防腐劑。此外,還要給飛機敷上一層「面膜」,也就是外層塗裝。

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「素麵朝天」,或者塗上客戶喜歡的顏色。假如不塗色,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,材料表面會形成緻密陽極氧化層。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。陽極氧化層形成之後,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,可以在上面噴塗各種不同的保護漆,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250千克塗料,對一架飛機進行彩色噴漆的費用最多可達20萬美元。

「整容」,只為戰場求生

隨着高新科學技術的發展與投入運用,戰鬥機的「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P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」——隱身塗料。塗料在飛機隱身中起到的作用僅次于飛機的外形結構。常見的飛機隱身塗料包括雷達吸波塗料、紅外吸波塗料、可見光吸波塗料、激光吸波塗料、聲吶吸波塗料和多功能吸波塗料。

正常使用雷達隱身塗層,能使反射信號顯著降低。美軍的F-22「猛禽」戰鬥機使用的隱身材料多達6層。在與F-15「鷹」戰鬥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——其表面隱身塗層經常「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「嬌滴滴的機庫皇後。近年來,F-35「閃電」戰鬥機使用的塗層變得牢固而結實,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。■

來源: 中國軍網

留下一個答复

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.