戰機大修學(xué)問(wèn)多
■宋 茹
讓美軍始料未及的是，F-35戰機會(huì )因維修不力造成大面積“趴窩”——前不久，有媒體報道，因發(fā)動(dòng)機磨損過(guò)快、維護時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題，46架F-35戰機被迫停飛。有專(zhuān)家分析，此次暫停飛行任務(wù)將影響到美國空軍的全球部署計劃。
事實(shí)上，能否快速有效地對戰機進(jìn)行大修維護，直接關(guān)系到空軍戰斗力生成。近年來(lái)，隨著(zhù)各國空軍飛行演訓任務(wù)強度難度增加，對戰機維修保障提出更高要求。
那么，定期大修對戰機“健康”有何好處？不同類(lèi)型戰機，需要多久時(shí)間才進(jìn)行大修？戰機被送往大修廠(chǎng)后，又要經(jīng)過(guò)哪些方面的維修和保養呢？本期，請看空軍某航修廠(chǎng)高級工程師徐承強的專(zhuān)業(yè)解讀。
戰機三分“開(kāi)”七分“養”
“戰機出了故障怎么辦？”
“當然是送到大修廠(chǎng)啦！”
俄羅斯戰機修理廠(chǎng)工人們正在檢修米格-31戰機。資料照片
這是人們對戰機大修的初步認識。事實(shí)上，大修并不是等戰機出了故障才去修理。通常來(lái)講，戰機到了一定“年齡”，就要進(jìn)行大修，確保飛行安全。
俗話(huà)說(shuō)，三分“開(kāi)”七分“養”。就像汽車(chē)要定期更換機油、濾芯，養護得好，才能用得更久。戰機也是如此，如果維修保養跟不上，必然會(huì )頻頻出現故障。
一架戰機步入“老齡”，會(huì )出現各種問(wèn)題。如果不定期體檢、及時(shí)治療，“小病”就會(huì )拖成“大病”。戰機“帶病飛行”安全隱患大，故障隨時(shí)可能發(fā)生，嚴重時(shí)甚至會(huì )造成飛行事故。
值得關(guān)注的是，自然界隱藏著(zhù)很多“無(wú)形殺手”，直接威脅著(zhù)戰機飛行安全。比如，水汽、煙塵、霧霾等極易腐蝕機身。研究表明，一架未加防護的戰機，如果暴露在高溫、高濕、高鹽霧的環(huán)境中，8天后機身會(huì )出現點(diǎn)狀腐蝕凹坑；2年后表面會(huì )出現分層剝離現象，裂紋風(fēng)險陡增。
這時(shí)候，機身會(huì )變得極易斷裂。如果不加以處理，這些“傷痕”就可能成為飛行事故的“元兇”。
我們知道，汽車(chē)可以隨時(shí)停車(chē)，船舶可以就地拋錨，而戰機飛行中出現故障，后果不堪設想。因此，當一架戰機達到規定壽命時(shí)，就要被送到大修廠(chǎng)維修保養。
很多人會(huì )問(wèn)：什么是規定壽命？一架戰機的規定壽命又是多少呢？
通常來(lái)講，現代戰機規定壽命的計算方法通常有兩種：日歷壽命和飛行壽命。
所謂日歷壽命，是指戰機從出廠(chǎng)之日算起，到了一定年限強制退役；飛行壽命是用戰機飛行時(shí)間計算，也就是通常所說(shuō)的飛行小時(shí)，類(lèi)似于汽車(chē)的行駛里程。
不同戰機，日歷壽命和飛行壽命也不盡相同，一架戰機的日歷壽命和飛行壽命與其設計思路、使用材料、制造工藝等諸多因素有著(zhù)密切關(guān)系。
現代戰機的日歷壽命通常為30年，能夠飛行6000多個(gè)小時(shí)。一架戰機從出廠(chǎng)起算，如果使用時(shí)間達到30年或者飛行時(shí)間達到6000個(gè)小時(shí)，就可以宣布退役。
影響戰機壽命的因素有很多。隨著(zhù)新技術(shù)和新工藝的投入使用，戰機飛行壽命不斷提升，如美軍F-22戰機飛行壽命可達8000個(gè)小時(shí)。對日歷壽命而言，戰機超期服役的情況也屢屢發(fā)生，如俄軍圖-95轟炸機，日歷壽命超過(guò)60年。
那么，戰機大修的依據是什么呢？
眾所周知，汽車(chē)做保養，既要計算出廠(chǎng)時(shí)間，又要計算行駛公里數，當有一項數據達標，就要送到汽車(chē)4S店保養。
戰機也是如此，需要定期進(jìn)廠(chǎng)維修和保養。一架戰機服役期間會(huì )經(jīng)歷多次大修，以美軍F-16戰機為例，首次大修時(shí)間為飛行1000個(gè)小時(shí)，隨后依次為800個(gè)小時(shí)、700個(gè)小時(shí)，每當到了規定飛行時(shí)間，戰機就需要進(jìn)廠(chǎng)大修。
定期進(jìn)行全身體檢
大修，相當于給戰機“看病”，既要把已知“病癥”治好，還要找出潛在“疾病”。大修廠(chǎng)常常被稱(chēng)作“戰機醫院”，戰機飛行到一定時(shí)間后，要在大修廠(chǎng)進(jìn)行一次全身體檢。
全身體檢是一個(gè)復雜過(guò)程。隨著(zhù)航空技術(shù)快速發(fā)展，飛機制造更像是“多胞胎式”批量生產(chǎn)。戰機列裝部隊后，所處環(huán)境、執行任務(wù)不同，各自發(fā)生的故障問(wèn)題也不同。
這就需要對“癥”下藥。戰機大修需要耗費較長(cháng)時(shí)間，越是性能先進(jìn)的戰機，大修時(shí)間越長(cháng)，需要的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員也越多。
現代戰機采用了大量的新技術(shù)和新工藝，涉及機電、結構、液壓和航電等專(zhuān)業(yè)，機身結構異常復雜，由數萬(wàn)顆鉚釘、桁條、大面積蒙皮以及難以計數的零部件組成。工藝要求高、專(zhuān)業(yè)技術(shù)性強，客觀(guān)上給大修帶來(lái)不少挑戰。
一般來(lái)講，戰機大修需要經(jīng)過(guò)以下三步：
第一步是故障檢測。戰機在送到“手術(shù)臺”前，修理人員會(huì )對照戰機以往的“病例”記錄，了解這架戰機的大修次數、規定壽命、發(fā)生過(guò)的故障和事故等情況，并查看戰機的“身體”狀況是否與“病例”相符。
初步檢查后，修理人員會(huì )按照操作要求，拆下發(fā)動(dòng)機，對機體和內部零部件進(jìn)行分解、褪漆，整個(gè)過(guò)程堪比回爐重造。
第二步是針對性修理。經(jīng)過(guò)分解后，戰機的機體和內部零部件將被送到結構、航電、機械等相關(guān)“科室”，進(jìn)行細致檢查。修理人員將對發(fā)現的“病灶”進(jìn)行有針對性的“治療”。不同壽命的戰機，檢查項目、修理深度也不盡相同。
流程看似簡(jiǎn)單，但在修理過(guò)程中，涉及電子、燃油、飛控等多個(gè)系統，修理人員往往需要完成幾百項零部件產(chǎn)品、1000余根導管、20000余根導線(xiàn)的檢查和修復。這一過(guò)程是戰機大修的核心階段。
第三步是總裝調試。經(jīng)過(guò)各個(gè)“科室”的“診斷治療”后，“健康”的部件將匯聚到一起，按工藝要求組裝復原。
隨后，操作人員還會(huì )對系統和設備進(jìn)行調試，確保各個(gè)系統和零部件通聯(lián)順暢，并為它穿上一件嶄新的“外衣”。
此外，完成大修的戰機還將進(jìn)行地面檢查、多輪試飛。如果各項性能指標都能達到規定要求，那么這架戰機便可以順利“出院”，交付部隊。
戰機延壽有講究
現代戰機性能越來(lái)越先進(jìn)，造價(jià)也隨之“水漲船高”。數據顯示，現代戰機造價(jià)動(dòng)輒千萬(wàn)美元，五代機甚至高達數億美元。一架性能完好的戰機，在達到規定壽命后就宣布退役，無(wú)疑是一種浪費。
為了節約生產(chǎn)成本，戰機達到規定壽命后，往往會(huì )選擇超期服役。如美軍為F-15戰機延壽，是一種經(jīng)濟又實(shí)用的做法。
戰機延壽是一項系統性工程。一架戰機能否延壽，需要設計、制造等多個(gè)部門(mén)進(jìn)行詳細測試和科學(xué)論證。必要時(shí)，還需要制訂“維修大綱”“保障細則”“實(shí)施計劃”等，一切準備就緒后才能進(jìn)入實(shí)施階段。
當一架戰機進(jìn)行延壽時(shí)，大修廠(chǎng)必然會(huì )特殊照顧。根據延壽戰機的實(shí)際情況，大修廠(chǎng)會(huì )增加檢查科目、擴大維修范圍、加大修理深度。
維修人員會(huì )對機身電纜、油箱和導管等容易老化的部件進(jìn)行全面檢修和換新，必要時(shí)還要對機載設備進(jìn)行升級。
其中，最關(guān)鍵的環(huán)節就是對機體結構的檢修和加固。機體結構相當于戰機“骨骼”。戰機常處于高速度、高過(guò)載的飛行狀態(tài)，時(shí)間久了，機身容易產(chǎn)生金屬疲勞，進(jìn)入“老齡”階段，“骨骼”會(huì )變得脆弱，產(chǎn)生各種裂紋，對飛行安全造成極大威脅。
如何對戰機“骨骼”進(jìn)行檢修和加固呢？
以國外某型戰機大修延壽為例，修理人員會(huì )對整個(gè)機身結構進(jìn)行“傷勢檢查”。對于“高齡”戰機，檢測項目往往是新戰機的數倍，確保每處細小“骨裂”都能被排查出來(lái)。
僅靠修復裂紋還不夠，一些經(jīng)常受力的“關(guān)節”需要格外關(guān)注。維修人員要制作特殊的角盒，對這些承力點(diǎn)進(jìn)行加固。這是一種類(lèi)似打補丁的方式，對容易產(chǎn)生裂紋的位置進(jìn)行預防式加厚，補丁的形狀也會(huì )根據加厚部位進(jìn)行定制。
此外，維修人員會(huì )綜合評估承力點(diǎn)的結構情況，進(jìn)行一系列強度計算，明確加固的位置、角度和使用材料等，經(jīng)過(guò)鍛造、熱處理、3D打印等工藝制造后，一個(gè)完整可靠的補丁就能完美貼合在機體結構上。
經(jīng)過(guò)一系列翻新和加固后，這些“高齡機”又可以煥發(fā)生機。近年來(lái)，戰機延壽受到各國軍隊關(guān)注，戰機健康狀態(tài)的監測手段日益豐富。隨著(zhù)新技術(shù)和新工藝的投入使用，戰機保養手段越來(lái)越先進(jìn)，保養效果也將越來(lái)越可靠。
