沒錯，美國軍方近日透露，一架早在2018年就受損的第五代F-22戰(zhàn)斗機(jī)有望今年重新服役。據(jù)了解，這架戰(zhàn)斗機(jī)在起飛時因數(shù)據(jù)計算錯誤導(dǎo)致起落架過早收起，在跑道上滑行時機(jī)腹刮地受損。隨后被送往大修廠，開始了漫長的維修之旅。

眾所周知，五代機(jī)具有超隱身、超音速巡航、超機(jī)動等特點，無論是研發(fā)、制造還是維護(hù)，都考慮著一個國家航空工業(yè)的技術(shù)水平。好用不代表好修復(fù)，隱身涂層脆弱、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜……自五代機(jī)問世以來，一個又一個的航空維護(hù)技術(shù)難題接踵而至。那么，五代機(jī)的維護(hù)到底有多難？國外軍工企業(yè)是如何攻克這些技術(shù)難關(guān)的？

修復(fù)一架先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)有多難？

■宋如、徐陽

定期“化妝”——

一小時美容，一天一夜化妝

在魔法世界中，有一種神奇的斗篷，穿上它可以讓你隱身。隨著航空技術(shù)的飛速發(fā)展，五代機(jī)最顯著的變化就是擁有了強(qiáng)大的隱身功能。

戰(zhàn)斗機(jī)之所以能隱身，除了擁有特殊的“骨骼和肌肉”外，還依靠為其定制的“妝容”——隱身涂層。

眾所周知，雷達(dá)是通過發(fā)射和接收雷達(dá)波來探測戰(zhàn)斗機(jī)的蹤跡的，隱身涂層的作用就是吸收雷達(dá)波，讓對方的雷達(dá)無法接收到戰(zhàn)斗機(jī)的飛行信息。就像游戲中的精美皮膚可以提高玩家的戰(zhàn)斗力一樣，隱身涂層讓五代機(jī)的隱身能力得到了顯著的提升。

為了讓“妝”得更精致，航空設(shè)計師在“妝”材料的選擇和使用上煞費(fèi)苦心恒溫恒濕機(jī)維修，采用鐵基、聚合物等為原料，機(jī)身一般涂三層涂層，在進(jìn)氣口等受氣流沖擊嚴(yán)重的部位酒窖恒溫恒濕機(jī)，涂層數(shù)量甚至可能達(dá)到10層。

不過，五代機(jī)在層層包裹下隱身性能雖好，但“化妝”的代價卻超乎想象。隱身涂層耐久性差，遇雨甚至可能引發(fā)“過敏反應(yīng)”恒溫恒濕空調(diào)機(jī)，在惡劣條件下超音速飛行后，經(jīng)常出現(xiàn)“脫妝”現(xiàn)象，隱身性能也會減弱。更要命的是，受氣流影響，飛行過程中涂層一旦脫落，極易被吸入發(fā)動機(jī)，引發(fā)嚴(yán)重飛行事故。

“補(bǔ)漆”隨時隨地都可以進(jìn)行。以F-22戰(zhàn)斗機(jī)為例，每飛行一小時，就需要20多個小時的維護(hù)，可謂“一小時榮耀，一天補(bǔ)漆”。維修人員每天一半的工作時間都在修補(bǔ)戰(zhàn)斗機(jī)的涂層，每隔一段時間，整架飛機(jī)就需要重新噴漆。

“補(bǔ)妝”環(huán)境極其惡劣，水分、溫度、濕度等環(huán)境因素要求非常高，戰(zhàn)斗機(jī)甚至不允許露天停放。有資料顯示，如果長時間受到陽光直射，涂層會逐漸龜裂，最終成片脫落。每架五代機(jī)都有獨(dú)立的房間——恒濕恒溫空調(diào)機(jī)庫，確保環(huán)境達(dá)標(biāo)，防止涂層脫落。

“修復(fù)”成本暴漲，據(jù)統(tǒng)計，一架F-22戰(zhàn)斗機(jī)飛行一小時的費(fèi)用高達(dá)5萬美元恒濕恒濕機(jī)，每次更換隱身涂層的費(fèi)用接近百萬美元，高昂的維護(hù)成本讓很多國家的軍隊都難以承擔(dān)。

修復(fù)缺陷

“先天性”缺陷，“后天性”改變

2011年，美軍第五代戰(zhàn)機(jī)F-35的誕生引起了全世界的關(guān)注。F-35繼承了F-22的大量先進(jìn)技術(shù)，并實現(xiàn)了最大限度的通用性，據(jù)稱可以取代F-16、F/A-18等四代機(jī)型號。其強(qiáng)大的性能吸引了許多國家軍隊的爭相購買。

相對于四代機(jī)，五代機(jī)在技術(shù)性能上實現(xiàn)了巨大的飛躍。據(jù)介紹，這一飛躍甚至比前四代戰(zhàn)機(jī)之間的差距還要大。這得益于五代機(jī)隱身外形、有源相控陣?yán)走_(dá)、先進(jìn)模塊化航電系統(tǒng)等大量“黑科技”的應(yīng)用。毫無疑問，五代機(jī)將給空軍的戰(zhàn)斗力帶來質(zhì)的飛躍。

然而在接收F-35戰(zhàn)斗機(jī)之后，諸多問題卻接踵而至，給裝備國家的軍隊帶來了極大的麻煩。

原來，F(xiàn)-35戰(zhàn)機(jī)在研制時，曾暴露出諸多致命缺陷和近千個安全問題。受全球不同環(huán)境氣候因素影響，F(xiàn)-35出現(xiàn)嚴(yán)重的“水土不服”——涂層頻繁脫落、電池受低溫?fù)p壞等問題令維護(hù)人員頭疼不已。

而且，復(fù)雜的系統(tǒng)帶來多重安全挑戰(zhàn)。眾所周知，五代機(jī)在同一平臺上集成了諸多先進(jìn)技術(shù)，不可避免地存在兼容性問題。就像新系統(tǒng)需要磨合一樣，在飛行初期會出現(xiàn)很多意想不到的問題，影響飛機(jī)的飛行可靠性。

諸多問題給五代機(jī)維修帶來新的挑戰(zhàn)，各國維修人員為此耗費(fèi)了大量精力。面對“先天”不足，“后天”改造成為必須。那么，國外維修人員對五代機(jī)做了哪些改造升級呢？

第一，強(qiáng)化“大腦”。F-35綜合處理器（ICP）被稱為“戰(zhàn)機(jī)大腦”，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，其處理速度是F-22的10倍，戰(zhàn)機(jī)的通信、制導(dǎo)和控制等數(shù)據(jù)處理都依賴于ICP的正常運(yùn)行。F-35戰(zhàn)機(jī)擁有各類程序代碼800多萬行，是F-22的5倍，但存在900多個軟件缺陷。一系列問題迫使研發(fā)和維護(hù)人員頻繁對系統(tǒng)進(jìn)行升級和修復(fù)。

我們知道，智能手機(jī)升級新軟件后，系統(tǒng)運(yùn)行速度會下降，戰(zhàn)斗機(jī)也是如此，經(jīng)過多次軟件升級，ICP的運(yùn)行能力也會遭遇瓶頸。由于模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，ICP的修復(fù)升級只能通過更換模塊來解決。據(jù)悉，升級后的處理器預(yù)計將于2023年投入生產(chǎn)。

二是提升“視野”。F-35戰(zhàn)機(jī)頭盔配備了夜視系統(tǒng)、前視紅外跟蹤系統(tǒng)、虛擬抬頭顯示器等一系列科技手段，投入使用前需經(jīng)過頭部掃描、建模等工序，滿足飛行員的“私人定制”。但使用不久后，部分頭盔就出現(xiàn)了“放綠光”的問題。

有外國飛行員稱，在惡劣天氣下夜間飛行時，頭盔上的夜視攝像頭會出現(xiàn)綠色條紋。就像眼球受到強(qiáng)光照射后會難以看清黑暗中的物體一樣，受到綠光照射會導(dǎo)致瞳孔收縮，飛行員無法看清飛機(jī)外部的光線，帶來安全隱患。目前，頭盔的改裝升級已通過軟件升級、更換有機(jī)發(fā)光二極管等方式，“綠光”問題已得到暫時改善。

三是根治“缺氧”。戰(zhàn)機(jī)供氧系統(tǒng)的重要性不言而喻。F-35戰(zhàn)機(jī)的供氧系統(tǒng)可直接從大氣中吸收轉(zhuǎn)化氧氣，改變了傳統(tǒng)從地面運(yùn)氧的供氧方式。但取消備用供氧后，一旦主供氧系統(tǒng)出現(xiàn)故障，極易導(dǎo)致飛行員出現(xiàn)缺氧癥狀。自服役以來，F(xiàn)-35戰(zhàn)機(jī)飛行員已報告數(shù)十次缺氧問題，一度導(dǎo)致戰(zhàn)機(jī)停飛，甚至引發(fā)飛行事故。

改裝后，備用供氧系統(tǒng)被重新安裝在F-35戰(zhàn)斗機(jī)上。當(dāng)主供氧系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用系統(tǒng)可以自動啟動，防止飛行員因缺氧而失去意識，導(dǎo)致戰(zhàn)斗機(jī)失去控制。F-35的機(jī)載供氧系統(tǒng)還配備了自動化座椅備用氧源。緊急情況下，飛行員彈射出戰(zhàn)斗機(jī)后，備用系統(tǒng)自動工作，解決供氧問題。

得益于航空設(shè)計人員的不斷努力，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計缺陷正在逐步得到解決，目前第一類缺陷已經(jīng)由15處減少到7處，整體性能也得到了很好的優(yōu)化。

學(xué)習(xí)“醫(yī)術(shù)”

開設(shè)專業(yè)班，培養(yǎng)“戰(zhàn)斗醫(yī)生”

作為“戰(zhàn)機(jī)醫(yī)生”，維修人員的“醫(yī)術(shù)”決定著戰(zhàn)機(jī)能否快速有效地修復(fù)。

以F-35戰(zhàn)機(jī)為例，修復(fù)它并非易事，涉及地面支持、航電設(shè)備等15個專業(yè)，需要維修人員對多個專業(yè)有深入的了解。有人問，既然維修基地已經(jīng)培養(yǎng)了大批維修技師，那么老機(jī)型的維修經(jīng)驗?zāi)懿荒堋凹藿印钡叫聶C(jī)型上呢？

由于五代機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件精良，老機(jī)型維修人員承擔(dān)五代機(jī)維修任務(wù)后，除了少數(shù)通用件修理經(jīng)驗可以直接借用外，大部分維修技術(shù)都必須重新學(xué)習(xí)，造成維修人才短缺。

維修人員已成為“必須有”的需求，相關(guān)國家開始致力于維修培訓(xùn)體系建設(shè)，建立維修培訓(xùn)學(xué)校，提升維修人員的專業(yè)技能。

一是“硬件”準(zhǔn)備，升級必備教具和資源。與前幾代戰(zhàn)機(jī)相比，五代機(jī)維修專業(yè)化、智能化程度更高。針對五代機(jī)維修流程和特點，學(xué)校設(shè)置了維修實訓(xùn)設(shè)備，制作了多媒體課程，制定了訓(xùn)練計劃，滿足日常訓(xùn)練需求。

二是“軟件”升級，引入先進(jìn)訓(xùn)練系統(tǒng)。與現(xiàn)場實戰(zhàn)化“大班制”訓(xùn)練不同，新訓(xùn)練系統(tǒng)采用任務(wù)演練教練機(jī)和桌面模擬器，提供360度視角和與飛機(jī)顯示屏同步的桌面界面。學(xué)員無需接觸飛機(jī)，就能親身了解大部分維修流程和故障特征，完成95%以上的培訓(xùn)內(nèi)容。

三是“課程”開發(fā)與專業(yè)培訓(xùn)體系建設(shè)。專業(yè)維修培訓(xùn)課程必不可少，包括飛機(jī)維修基本理論知識、機(jī)體結(jié)構(gòu)、機(jī)載電子系統(tǒng)等專業(yè)知識，以及電子技術(shù)手冊使用、交互式軟件操作等課程。學(xué)生在完成所有課程后，需通過一系列考核和測試，方能順利獲得畢業(yè)證書。

在專業(yè)維修培訓(xùn)模式下，每年有2000多名相關(guān)國家維修技術(shù)人員可以完成培訓(xùn)，為五代機(jī)維修提供保障。

縮短周期時間——

從簡單到復(fù)雜，再從復(fù)雜到簡單

現(xiàn)代空戰(zhàn)中，戰(zhàn)斗機(jī)能否準(zhǔn)確、快速地保持打擊，關(guān)系到空軍裝備的戰(zhàn)斗力。

早在上世紀(jì)二十年代初，維修體制就隨著航空技術(shù)的發(fā)展而誕生，形成了修理廠式的一級維修體制。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，維修體制經(jīng)歷了由簡到繁，再由繁到簡的過程。美軍探索出了三級、四級維修體制，并固化為三級維修體制——即基層維修、接力維修和基地維修，并在戰(zhàn)斗機(jī)維修領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

隨著作戰(zhàn)訓(xùn)練需求和維修理念的變化，五代機(jī)擺脫了傳統(tǒng)的三級維修體制，取消了接力級維修，采取了高效、經(jīng)濟(jì)的兩級維修體制，大大縮短了戰(zhàn)斗機(jī)的維修周期。

不過，兩級維修體制雖然減少了維修環(huán)節(jié)，但維修效率與作戰(zhàn)訓(xùn)練需求之間仍然存在“差距”。為此，一些國外軍工企業(yè)進(jìn)行了一系列探索。

第一，提升基地維修能力。一些國家把基地維修能力建設(shè)作為戰(zhàn)斗機(jī)維修工作的重中之重，在對維修能力進(jìn)行系統(tǒng)評估后，增加維修基地備件儲備，建立設(shè)施更加完善的維修基地，緩解五代機(jī)保障壓力。

第二，建立全球備件供應(yīng)體系。美國計劃建設(shè)F-35戰(zhàn)機(jī)全球供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，通過100多條航線在已列裝五代機(jī)的國家之間運(yùn)輸備件，縮短備件等待時間，提高維修效率。

第三，探索先進(jìn)的維修方法。經(jīng)過航空工程師幾十年的探索，基于狀態(tài)監(jiān)測的維修方法已經(jīng)出現(xiàn)，維修方法正在從預(yù)測性轉(zhuǎn)向預(yù)防性。新的維修方法可以對戰(zhàn)斗機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)測，在進(jìn)行維修工作之前提前生成維修工作計劃，準(zhǔn)確縮小故障范圍恒溫恒濕機(jī)維修，減少維修成本和工作量。

盡管維修保養(yǎng)難度大，但五代機(jī)仍是未來戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展趨勢。致力于升級維修能力的研發(fā)工作從未停止。3D打印、大數(shù)據(jù)、云計算等先進(jìn)技術(shù)不斷投入到五代機(jī)維修保養(yǎng)中，不僅豐富了戰(zhàn)機(jī)維修的“工具箱”，還儲備了“數(shù)據(jù)”，為新一代戰(zhàn)機(jī)的設(shè)計制造勾勒出“藍(lán)圖”。

恒溫恒濕機(jī)生產(chǎn)廠家：m.hongbeikj.cn