战机如何拥有一副“硬身板”

2020-10-23 08:26:43　来源：解放军报

西安某航修厂总工程师吴雪猛漫谈战机防护与维修保养——

战机如何拥有一副“硬身板”

　　解放军报特约记者占传远通讯员张俊龙梁静

　　飞机承载着人类翱翔蓝天的梦想，它可以跨越高山大河，跨越大漠戈壁，快速抵达目的地。硝烟弥漫的战场上，飞机像是一座座空中堡垒，上演一幕幕惊心动魄的空中搏杀。

　　1951年9月25日，抗美援朝战场上，志愿军飞行员李永泰驾驶米格-15与敌机展开殊死搏斗，最终安全返航。经检查，飞机中弹30余发，负伤56处。在后来的作战中，他又驾机击落敌机4架，被誉为“攻不烂、打不垮的空中坦克”。

　　王牌飞行员危中取胜、险中求生，这些速度与激情的背后，无不依赖战机有一副“硬身板”。回眸历史，让我们一起看看战机是如何迭代发展，又是如何做好自身防护的？

战机的软肋在哪里

　引擎中弹、油箱爆炸是战机坠毁的“元凶”

　　翻开战机家族名册，要说“皮糙肉厚”的成员，人们必定谈及这款战机——伊尔-2。

　　二战苏德库尔斯克会战，伊尔-2机群创下了2个多小时内击毁德军270多辆坦克的战绩，也留下某架伊尔-2被敌机重创约600个弹孔依旧能安全返航的传奇。凭借“皮实”，伊尔-2屡建奇功，成为一代名机。

　　米格-15负伤56处、伊尔-2弹孔密布……这些战机备受重创，却能有惊无险地安全返航。这不禁让人好奇：飞机的软肋在哪里？

　　问题的背后，蕴藏着战机设计的大学问。一位国外专家曾提交了一份关于“飞机应该如何加强防护，才能降低被炮火击落几率”的建议书。

　　根据战机遭受攻击后的战伤数据，这位专家研究发现：一场空战下来，机翼被击中后，飞机依然可以安全返航，而引擎中弹，飞机大多会失控坠毁。

　　1956年，美国试飞员汤姆·阿特里奇驾驶F-11战机进行对地攻击的机炮测试。他驾驶战机俯冲攻击，发射机炮炮弹；继续俯冲准备第二波攻击，结果战机挡风玻璃突然爆裂，引擎出现奇怪噪声。他立即回航。降落时，战机几乎是硬生生地摔在跑道上并起火，阿特里奇一条腿骨折，侥幸逃生。

　　事故调查发现，引擎的叶片里残留几颗扭曲的机炮炮弹，战机是被自身打出去的机炮炮弹击中的。虽然机炮炮弹速度很快，但受到周遭空气阻力后速度骤减，打完一轮炮弹的战机在进行第二波攻击时，正好撞上飞行的炮弹，导致引擎受损。

　　正反事例都说明，引擎是战机防护的重中之重。伊尔-2设计师伊留申早有先见之明。他吸取以往战机被击落的失败案例，对飞行座舱、油箱和发动机等部位增加了装甲厚度。同时，采用木制后机身不至于使飞机增重太多，使得飞机能够兼顾机动性和防护性。

　　众所周知，油箱是飞机的关键部位之一。为了避免油箱被击中后起火爆炸，科学家研制出灭火抑爆阻燃海绵材料，使得油箱被击中后轻易不会发生二次爆炸。

　　另外，作为战机的“中枢神经”，过去飞机操纵系统一旦受损就会导致整机“瘫痪”。如今，设计师将系统从集中式分布改成分散式多备份分布，让战机“瘫痪”的概率大大减小。

　战机如何做好日常防护

　　“勤洗澡”“敷面膜”，让战机“强身健体”

　　回顾战机发展史，从莱特兄弟第一架飞机升空至今，战机防护能力的跃升都离不开飞机制造材料的改进升级。

　　从1903年到1919年，飞机大多是木质结构，以木材、蒙布、金属丝、钢索等材料作为飞机大梁和骨架。莱特兄弟的“飞行者一号”飞机就是木质骨架的双翼机。

　　一战后，随着铝、钢材料的投入使用，全金属结构飞机代替木制飞机成为主流。二战时期，飞机材料再次升级换代，钛合金逐步在航空发动机和机体结构上应用，极大满足了高温使用要求。如今，兼具强度高、性能好、质量轻等特点于一身的复合材料成为战机制造的首选。

　　为了达到给战机“强身健体”的目的，设计师还在机身涂层涂料上下了不少功夫。

　　对战机而言，自然界隐藏着很多“无形杀手”，无处不在的水汽、烟尘、雾霾极易侵蚀战机机身。研究表明，未加防护的战机暴露在高温、高湿、高盐雾环境中，8天就会出现点状腐蚀凹坑；4个月，战机表面形成鼓包；2年，表面出现分层剥离现象……一旦如此，战机极易发生机身断裂。

　　因此，人们想出给战机“洗澡”这个方法。战机执行完任务后，机务人员用淡水将机身上下进行冲洗，去除机体表面氯盐等有害物质。这样的操作，有军迷起了一个生动形象的名称——“鸟浴”。

　　当然，对提升飞机防护能力来说，远不止“冲冲澡”那么简单。多层涂装、“整容”手术、材质升级……飞机设计师往往对战机的“皮肤”格外关照，费尽心思想出各种“美容妙方”加以防护。

　　其中，最常见的是给飞机敷上一层“面膜”，零件涂底漆、面漆、防腐剂等多层涂料是常规方法，最后还要给飞机加上外层涂装。这样，战机从上到下，防腐耐磨、阻燃隐身、低可见度等功能一应俱全，真正实现战机“颜值和实力并存”的目标。

受伤的“战鹰”如何重回蓝天

　　比的是抢修速度，决定的是空战胜负走向

　　现代战争，战争手段越先进，航空装备的技术含量越高，参战飞机的损伤比就越大。

　　伊拉克战争、阿富汗战争中，美英等西方国家以绝对空中优势力量，迅速有效地摧毁了对方的军事目标，为赢得战争胜利创造了有利条件。

　　回顾战史，一系列战例表明，在战争中能否快速抢救受损飞机，保持己方持续有效的空中战斗力，是影响战争走向的重要因素。

　　第四次中东战争，以色列空军凭借过硬的战场抢修技术，在开战第一周修复了100多架飞机，最终实现以少胜多。英阿马岛战争中，英军参战飞机40%战伤，其中90%的战伤飞机经过抢修后快速投入战斗，为赢得战争最后胜利发挥了重要作用。

　　可以说，对战伤飞机实施抢救，能有效弥补装备战场损耗，是保证航空兵部队持续作战能力的重要途径。

　　因此，早在上世纪40年代，飞机战伤抢修就成为航修人的研究项目。数十年来，世界各国高度重视飞机战伤研究，通过实弹打击、模拟仿真等方式做了大量试验论证。

　　从1993年起，我国正式开启对飞机战伤抢修的相关研究工作。与此同时，飞机战伤抢修相关的组织指挥、后勤保障、抢修队伍建设也开始起步。

　　一般情况下，战伤抢修的第一步是战伤评估。通过对飞机战伤程度、修理周期和内容等方面作出评估，进而确定抢修级别，区分情况后给出就地快速修复或者周期较长的后方基地级抢修方式。

　　高新技术快速发展，为战机抢修工作提供了硬核支持。比如，在飞机部件上，设计者设计出测量热应力和材料应变参数的传感器，并存有预先编制程序，能够检测零部件性能参数变化，以保证能够实时感知处理；飞机战伤仿真系统能运用计算机模拟飞机在实战条件下的损伤情况，对战伤抢修也有着极为重要的意义。

　甩掉导弹有多难

　　没有永远的明星，只有彼此的克星

　　“天下武功，唯快不破。”如今，导弹是空战的致命武器，导弹是飞机飞行速度的数倍，被导弹锁定的飞机，逃脱的机会十分渺茫。

　　有锋利的“矛”，必然催生更坚固的“盾”。激烈的空战犹如“矛”与“盾”的对决，彼此围绕对方的优点与缺陷，不断升级自身能力。

　　二战末期，空空导弹的研发工作逐渐展开。上世纪50年代中期，雷达与红外制导的空空导弹实现量产。这种导弹能够在夜间和视野较差的环境中发挥特殊作用，成为F-4、米格-21等当时世界主流战机的不二选项。

　　导弹虽然飞行速度高，但能量消耗得快。现代战机能够靠强劲的发动机持续提升高度和速度，且拥有感知导弹发射的能力。因此，战机可以通过引诱导弹消耗燃料的方式，让导弹的能量低于自身，形成速度和高度差，成功甩掉“尾巴”。

　　随着导弹技术越来越先进，战机防护手段不仅有能量上的消耗，还有电子上的干扰。

　　战机一般采用机载电子战设备或由战机群中电子战飞机发射出的干扰信号干扰导弹，原理好比在平缓旋律的音乐中插播刺耳的噪声。

　　然而，战机发动机散发的热量，像是暗夜中一颗清晰明亮的光点，成为难以隐藏的缺陷。导弹设计师注意到了这一点，对应的红外制导导弹则应运而生。

　　没有永远的明星，只有彼此的克星。被红外制导压制的战机，又利用比自身红外特征更明显的假目标迷惑导弹。例如，发射热诱弹使导弹无法识别飞机；利用红外干扰机增强战机自身红外辐射干扰，降低导弹打击精度，从而增加逃脱概率。

　　事实证明，强劲的对手，往往是武器装备改进升级的“磨刀石”。在战机的发展进程中，“矛”与“盾”的较量时刻上演，只有持续创新才能打造出适应未来战场的坚甲利器。

编辑：高爽

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