戰(zhàn)機(jī)大修學(xué)問多
■宋 茹
讓美軍始料未及的是，F(xiàn)-35戰(zhàn)機(jī)會因維修不力造成大面積“趴窩”——前不久，有媒體報(bào)道，因發(fā)動機(jī)磨損過快、維護(hù)時間長等問題，46架F-35戰(zhàn)機(jī)被迫停飛。有專家分析，此次暫停飛行任務(wù)將影響到美國空軍的全球部署計(jì)劃。
事實(shí)上，能否快速有效地對戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行大修維護(hù)，直接關(guān)系到空軍戰(zhàn)斗力生成。近年來，隨著各國空軍飛行演訓(xùn)任務(wù)強(qiáng)度難度增加，對戰(zhàn)機(jī)維修保障提出更高要求。
那么，定期大修對戰(zhàn)機(jī)“健康”有何好處？不同類型戰(zhàn)機(jī)，需要多久時間才進(jìn)行大修？戰(zhàn)機(jī)被送往大修廠后，又要經(jīng)過哪些方面的維修和保養(yǎng)呢？本期，請看空軍某航修廠高級工程師徐承強(qiáng)的專業(yè)解讀。
戰(zhàn)機(jī)三分“開”七分“養(yǎng)”
“戰(zhàn)機(jī)出了故障怎么辦？”
“當(dāng)然是送到大修廠啦！”
俄羅斯戰(zhàn)機(jī)修理廠工人們正在檢修米格-31戰(zhàn)機(jī)。資料照片
這是人們對戰(zhàn)機(jī)大修的初步認(rèn)識。事實(shí)上，大修并不是等戰(zhàn)機(jī)出了故障才去修理。通常來講，戰(zhàn)機(jī)到了一定“年齡”，就要進(jìn)行大修，確保飛行安全。
俗話說，三分“開”七分“養(yǎng)”。就像汽車要定期更換機(jī)油、濾芯，養(yǎng)護(hù)得好，才能用得更久。戰(zhàn)機(jī)也是如此，如果維修保養(yǎng)跟不上，必然會頻頻出現(xiàn)故障。
一架戰(zhàn)機(jī)步入“老齡”，會出現(xiàn)各種問題。如果不定期體檢、及時治療，“小病”就會拖成“大病”。戰(zhàn)機(jī)“帶病飛行”安全隱患大，故障隨時可能發(fā)生，嚴(yán)重時甚至?xí)斐娠w行事故。
值得關(guān)注的是，自然界隱藏著很多“無形殺手”，直接威脅著戰(zhàn)機(jī)飛行安全。比如，水汽、煙塵、霧霾等極易腐蝕機(jī)身。研究表明，一架未加防護(hù)的戰(zhàn)機(jī)，如果暴露在高溫、高濕、高鹽霧的環(huán)境中，8天后機(jī)身會出現(xiàn)點(diǎn)狀腐蝕凹坑；2年后表面會出現(xiàn)分層剝離現(xiàn)象，裂紋風(fēng)險(xiǎn)陡增。
這時候，機(jī)身會變得極易斷裂。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，汽車可以隨時停車，船舶可以就地拋錨，而戰(zhàn)機(jī)飛行中出現(xiàn)故障，后果不堪設(shè)想。因此，當(dāng)一架戰(zhàn)機(jī)達(dá)到規(guī)定壽命時，就要被送到大修廠維修保養(yǎng)。
很多人會問：什么是規(guī)定壽命？一架戰(zhàn)機(jī)的規(guī)定壽命又是多少呢？
通常來講，現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)規(guī)定壽命的計(jì)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(zhàn)機(jī)從出廠之日算起，到了一定年限強(qiáng)制退役；飛行壽命是用戰(zhàn)機(jī)飛行時間計(jì)算，也就是通常所說的飛行小時，類似于汽車的行駛里程。
不同戰(zhàn)機(jī)，日歷壽命和飛行壽命也不盡相同，一架戰(zhàn)機(jī)的日歷壽命和飛行壽命與其設(shè)計(jì)思路、使用材料、制造工藝等諸多因素有著密切關(guān)系。
現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的日歷壽命通常為30年，能夠飛行6000多個小時。一架戰(zhàn)機(jī)從出廠起算，如果使用時間達(dá)到30年或者飛行時間達(dá)到6000個小時，就可以宣布退役。
影響戰(zhàn)機(jī)壽命的因素有很多。隨著新技術(shù)和新工藝的投入使用，戰(zhàn)機(jī)飛行壽命不斷提升，如美軍F-22戰(zhàn)機(jī)飛行壽命可達(dá)8000個小時。對日歷壽命而言，戰(zhàn)機(jī)超期服役的情況也屢屢發(fā)生，如俄軍圖-95轟炸機(jī)，日歷壽命超過60年。
那么，戰(zhàn)機(jī)大修的依據(jù)是什么呢？
眾所周知，汽車做保養(yǎng)，既要計(jì)算出廠時間，又要計(jì)算行駛公里數(shù)，當(dāng)有一項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)，就要送到汽車4S店保養(yǎng)。
戰(zhàn)機(jī)也是如此，需要定期進(jìn)廠維修和保養(yǎng)。一架戰(zhàn)機(jī)服役期間會經(jīng)歷多次大修，以美軍F-16戰(zhàn)機(jī)為例，首次大修時間為飛行1000個小時，隨后依次為800個小時、700個小時，每當(dāng)?shù)搅艘?guī)定飛行時間，戰(zhàn)機(jī)就需要進(jìn)廠大修。
定期進(jìn)行全身體檢
大修，相當(dāng)于給戰(zhàn)機(jī)“看病”，既要把已知“病癥”治好，還要找出潛在“疾病”。大修廠常常被稱作“戰(zhàn)機(jī)醫(yī)院”，戰(zhàn)機(jī)飛行到一定時間后，要在大修廠進(jìn)行一次全身體檢。
全身體檢是一個復(fù)雜過程。隨著航空技術(shù)快速發(fā)展，飛機(jī)制造更像是“多胞胎式”批量生產(chǎn)。戰(zhàn)機(jī)列裝部隊(duì)后，所處環(huán)境、執(zhí)行任務(wù)不同，各自發(fā)生的故障問題也不同。
這就需要對“癥”下藥。戰(zhàn)機(jī)大修需要耗費(fèi)較長時間，越是性能先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)，大修時間越長，需要的專業(yè)技術(shù)人員也越多。
現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)采用了大量的新技術(shù)和新工藝，涉及機(jī)電、結(jié)構(gòu)、液壓和航電等專業(yè)，機(jī)身結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，由數(shù)萬顆鉚釘、桁條、大面積蒙皮以及難以計(jì)數(shù)的零部件組成。工藝要求高、專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)，客觀上給大修帶來不少挑戰(zhàn)。
一般來講，戰(zhàn)機(jī)大修需要經(jīng)過以下三步：
第一步是故障檢測。戰(zhàn)機(jī)在送到“手術(shù)臺”前，修理人員會對照戰(zhàn)機(jī)以往的“病例”記錄，了解這架戰(zhàn)機(jī)的大修次數(shù)、規(guī)定壽命、發(fā)生過的故障和事故等情況，并查看戰(zhàn)機(jī)的“身體”狀況是否與“病例”相符。
初步檢查后，修理人員會按照操作要求，拆下發(fā)動機(jī)，對機(jī)體和內(nèi)部零部件進(jìn)行分解、褪漆，整個過程堪比回爐重造。
第二步是針對性修理。經(jīng)過分解后，戰(zhàn)機(jī)的機(jī)體和內(nèi)部零部件將被送到結(jié)構(gòu)、航電、機(jī)械等相關(guān)“科室”，進(jìn)行細(xì)致檢查。修理人員將對發(fā)現(xiàn)的“病灶”進(jìn)行有針對性的“治療”。不同壽命的戰(zhàn)機(jī)，檢查項(xiàng)目、修理深度也不盡相同。
流程看似簡單，但在修理過程中，涉及電子、燃油、飛控等多個系統(tǒng)，修理人員往往需要完成幾百項(xiàng)零部件產(chǎn)品、1000余根導(dǎo)管、20000余根導(dǎo)線的檢查和修復(fù)。這一過程是戰(zhàn)機(jī)大修的核心階段。
第三步是總裝調(diào)試。經(jīng)過各個“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(fù)原。
隨后，操作人員還會對系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保各個系統(tǒng)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(zhàn)機(jī)還將進(jìn)行地面檢查、多輪試飛。如果各項(xiàng)性能指標(biāo)都能達(dá)到規(guī)定要求，那么這架戰(zhàn)機(jī)便可以順利“出院”，交付部隊(duì)。
戰(zhàn)機(jī)延壽有講究
現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)性能越來越先進(jìn)，造價也隨之“水漲船高”。數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)造價動輒千萬美元，五代機(jī)甚至高達(dá)數(shù)億美元。一架性能完好的戰(zhàn)機(jī)，在達(dá)到規(guī)定壽命后就宣布退役，無疑是一種浪費(fèi)。
為了節(jié)約生產(chǎn)成本，戰(zhàn)機(jī)達(dá)到規(guī)定壽命后，往往會選擇超期服役。如美軍為F-15戰(zhàn)機(jī)延壽，是一種經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的做法。
戰(zhàn)機(jī)延壽是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。一架戰(zhàn)機(jī)能否延壽，需要設(shè)計(jì)、制造等多個部門進(jìn)行詳細(xì)測試和科學(xué)論證。必要時，還需要制訂“維修大綱”“保障細(xì)則”“實(shí)施計(jì)劃”等，一切準(zhǔn)備就緒后才能進(jìn)入實(shí)施階段。
當(dāng)一架戰(zhàn)機(jī)進(jìn)行延壽時，大修廠必然會特殊照顧。根據(jù)延壽戰(zhàn)機(jī)的實(shí)際情況，大修廠會增加檢查科目、擴(kuò)大維修范圍、加大修理深度。
維修人員會對機(jī)身電纜、油箱和導(dǎo)管等容易老化的部件進(jìn)行全面檢修和換新，必要時還要對機(jī)載設(shè)備進(jìn)行升級。
其中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對機(jī)體結(jié)構(gòu)的檢修和加固。機(jī)體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于戰(zhàn)機(jī)“骨骼”。戰(zhàn)機(jī)常處于高速度、高過載的飛行狀態(tài)，時間久了，機(jī)身容易產(chǎn)生金屬疲勞，進(jìn)入“老齡”階段，“骨骼”會變得脆弱，產(chǎn)生各種裂紋，對飛行安全造成極大威脅。
如何對戰(zhàn)機(jī)“骨骼”進(jìn)行檢修和加固呢？
以國外某型戰(zhàn)機(jī)大修延壽為例，修理人員會對整個機(jī)身結(jié)構(gòu)進(jìn)行“傷勢檢查”。對于“高齡”戰(zhàn)機(jī)，檢測項(xiàng)目往往是新戰(zhàn)機(jī)的數(shù)倍，確保每處細(xì)小“骨裂”都能被排查出來。
僅靠修復(fù)裂紋還不夠，一些經(jīng)常受力的“關(guān)節(jié)”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。這是一種類似打補(bǔ)丁的方式，對容易產(chǎn)生裂紋的位置進(jìn)行預(yù)防式加厚，補(bǔ)丁的形狀也會根據(jù)加厚部位進(jìn)行定制。
此外，維修人員會綜合評估承力點(diǎn)的結(jié)構(gòu)情況，進(jìn)行一系列強(qiáng)度計(jì)算，明確加固的位置、角度和使用材料等，經(jīng)過鍛造、熱處理、3D打印等工藝制造后，一個完整可靠的補(bǔ)丁就能完美貼合在機(jī)體結(jié)構(gòu)上。
經(jīng)過一系列翻新和加固后，這些“高齡機(jī)”又可以煥發(fā)生機(jī)。近年來，戰(zhàn)機(jī)延壽受到各國軍隊(duì)關(guān)注，戰(zhàn)機(jī)健康狀態(tài)的監(jiān)測手段日益豐富。隨著新技術(shù)和新工藝的投入使用，戰(zhàn)機(jī)保養(yǎng)手段越來越先進(jìn)，保養(yǎng)效果也將越來越可靠。
