复合材料维修分析我国战斗机大修先进复合材
对于一个国家来说,能研制生产出一款强大的战斗机,代表了一个国家航空工业的最高水平。然而再强大的战斗机,在自然环境中经过长时间的训练和实际空战中,也会伤痕累累,甚至会导致飞机坠毁。如未加防护的战斗机暴露在高温、高湿、高盐雾环境中,8天就会出现点状腐蚀凹坑,两年时间表面就会产生分层剥离现象,这时飞机机体就极易发生断裂,在空中飞行就会出现空中解体情况。而引擎中弹、油箱爆炸、机体受损也是导致飞机坠毁的主要原因。
歼-15战机空中撞鸟,飞行员带火着陆
一架战斗机的设计使用寿命一般在20~30年间,在服役期间,要发挥出战斗机的可持续战斗力,除了平常的维护保养之外,还需要根据使用情况对战斗机进行大修。现代战斗机的结构非常复杂,由数万个铆钉、数万根桁条、翼肋、大面积的蒙皮和腹板等部件,还有各种电子设备和管线等组成,一架战斗机大修需要在工厂进行拆解、检测、评估、维护和组装后,就可以安全使用到下一次返修期,最终使用到设计使用寿命为止。
其中对机体结构的大修是最为复杂和耗时的。由于战斗机的机体内部结构中空间狭小,还有着密密麻麻的各种导管线缆,技术专家就需要蹲在飞机的里,一手拿着射灯,一手拿着放大镜,仔细观察战斗机结构件出现的裂纹,一找就是一天。哪怕出现的裂纹是头发丝的几分之一,都不能放过。而对于一些隐蔽裂纹故障,技术专家会使用各种特制的小型工具,透过战机的小孔或者缝隙来观察。虽然这是大海捞针的工程,但是为了快速高效的识别结构裂纹,技术人员收集了曾经出现过机体裂纹故障地方,寻找机体裂纹产生的规律和特点,形成一张高效发现裂痕的地图。凭借的长久的经验和火眼金睛,我们的技术人员可以多次发现批量性严重危及飞行安全的重大结构裂纹故障。在发现机体裂纹后,大修的工厂就需要制造出符合原件尺寸的钛合金部件来进行替换,从而使得战机重返蓝天。
而复合材料作为新技术材料的代表之一,被越来越多的应用在战斗机上,在使用量上成为衡量战斗机先进程度的一个重要指标。不过复合材料一旦出现损伤,修复难度可比战斗机常规结构损伤的修护要大得多。比如我国战斗机采用的蜂窝夹芯复合材料出现一个坑,首先需要在一个衔接处进行打磨,把它表面分成5层或6层,直到打磨到损伤去除为止。打磨之后再用碳纤维的材料做预浸料,一层一层的把它粘贴上去,之后再进行加热加压固化,最后才能形成一个完整的修护面。
一架重型战斗机着陆的时候,近20多吨的重量再加上近300公里的时速,在着陆时产生巨大的冲击载荷完全是靠起落架来吸收的。因此,战斗机起落架是战机的关键承载构件,而它也是飞机机械故障中次数较多的。在对起落架修护的过程中需要不能影响其自身的超高强度钢,而在维修装配中,通过一些特殊的工艺技术对起落架内部的缓冲装置和在进深1200毫米的液压装置进行成功装配,之后还需要通过飞机起落架的缓冲性能试验,来模拟飞机起落架着陆的全过程,对飞机起落架的缓冲支柱进行全面验证。最后才能重新装备到飞机上。
航电系统作为战斗机的神经中枢,是维修是整机中最精密的部分,需要具备高超的维护维修技术。而战斗机上陀螺仪作为飞机的“眼睛”,维修精度难度可想而知更为复杂。陀螺仪是在战斗机没有目视参照物的条件下,可以为战机保持平稳的状态飞行,完成复杂的机动动作,还能为战斗机准确辨别空间方向、俯仰角度、位置速度和加速度等信息。陀螺仪的工作不需要接收或者辐射电磁波,因此,迄今为止没有任何一种方式,可以远距离干扰陀螺仪工作,所以它的抗干扰能力极强,是具有精密度极高的惯性导航定位系统的重要组成部分。
对于高精度陀螺仪的维修难点,第一是故障排除,由于内部线路信号铰链特别多,需要技术人员吃透陀螺仪各方面的工作原理;第二就是要对产品损坏部件进行更换,最难部件就是导电环,它由4环3轴组成,更换每一个零件都有不同的要求,维修技术靠的是我们的技术人员一点一点摸索出来的。
在实战中,一个国家战机的大修实力,一定程度上决定着空战胜负的走向,因为能否以最快的速度抢修受损的战机,从而及时弥补战场损耗,直接影响的空军战斗力的持续发挥,可以说装备修理能力是空军战斗力的重要组成部分。而我国具备战机大型维护维修,也体现了一个国家的国防实力和工业航空水平。