上個月一架隸屬於的“卡爾.文森號”航母聯隊的F35C型戰鬥機,在著艦時由於飛行員操作不當導致了戰機失控,不但撞傷了7名空勤人員還墜入大海…美國目前已派出海軍聲響船對其墜海位置進行定位,以便進行打撈。
F35系列戰鬥機流年不利!最近半年來B型(英軍“女王號”航母上的)和C型相繼墜海,除了飛機在某些設計上有一些缺陷外,訓練不足或者出勤率太高,飛行員、空勤人員疲勞駕駛和漫不經心也是導致了這兩期事故的主要原因。
但出了嚴重事故並不能代表F35系列戰鬥機在設計理念和製造方面有重大缺陷,反而是因為其在製造和選材時豐富經驗值得我們學習。
最近有一張F35A戰鬥機裝彈的照片引起了軍迷的熱議,就是它的內建彈倉有相當多的木材和膠合板結構件,第五代隱身戰鬥機居然使用了不少木材製造,實在是讓人大跌眼鏡。
在印象當中戰機使用木材還是飛機剛剛出現的時候,那時候沒有先進的冶金工業,生產不出來重量輕、強度和韌性都比較高的鋼材和鋁合金材料,只能使用木材和帆布為主要材料…隨著冶金技術進步之後鋼材和鋁材被大量應用到航空工業當中,特別是二戰期間航空等級的鋼材和鋁材使用量非常大,以至於誰在這兩種材料的資源儲備量高和產能大誰的空軍戰機數量就多,各種型號的飛機多當然就能贏得戰爭的勝利。
當然也有例外,比如說:英國德.哈維蘭公司的“蚊式”輕型轟炸機卻使用了大量的木材,因為當時英國也是嚴重缺鋁,將資源都集中在了“颶風”和“噴火”戰鬥機上了,問題是戰術轟炸機也是主要機型沒有也不行,而哈維蘭公司獨闢蹊徑用杉木、樺木、巴沙木(風力發電機葉片用材)板為主要材料塗膠後多層疊加,再施以壓力就形成了重量輕、強度較高的材料,用於製造機身…當時英國多家傢俱廠和鋼琴廠都為“蚊式”轟炸機提供了木質結構件。
F35起落架艙內也可能有一些木質的結構件。
F35系列戰鬥機使用木材(膠合板)目的也是儘量降低機身的重量,並且木材要比金屬材料更易於加工成型,同時木材具備較高的隱身效能,特別是內建彈倉位置,投擲航空彈藥時要開啟艙門,如果都用金屬材料製造結構件就會形成很高的紅外特徵或者雷達波反射區,而木材散熱量低還能吸收一部分雷達波,這就使得隱身戰鬥機降低了在開啟內建彈倉的艙門後的光學和雷達訊號特徵…這都是當年F117戰鬥機上總結出來的經驗教訓。
並且木材零部件的費用遠低於金屬材料,即便是損壞了也可以很輕鬆更換一個。
早年間洛克希德在製造SR71戰略偵察機時發現,鈦合金零部件在夏天製造時,用了一年之後就效能就嚴重下降需要更換,而冬天製造的相同部件卻沒有任何問題,對此工程師們百思不得其解,在仔細排查後發現是鈦合金零部件在熱處理時所用的自來水問題,因為夏季水中會有藻類存在,需要用氯殺死這些有害細小水生植物,但含氯的冷卻水與灼熱的鈦合金零部件接觸後會形成四氯化鈦,這就導致了鈦零部件表面的材質效能改變…而冬季水涼沒有藻類生長,不需要加氯,也就不會形成四氯化鈦了。
這個事例也說明了,材料科學就是經驗科學,需要幾十次甚至上百次的實驗才能積累出經驗。
材料與工程之間是密切相關的,材料的好壞直接影響到了產品質量的好壞,航空工業所用的材料都是最好的,但這個最好並不代表完全是“高大上”,而是什麼樣的材料最適合就用什麼材料。
美國是航空工業最發達的國家,進入到噴氣機時代之後投入了上萬億美元的資金才得到現在這樣令人羨慕的能力。
所以,我們雖然最近這一二十年航空工業有了大發展,從以前望塵莫及到現在的望其項背,但也仍然要戒驕戒躁和加大資金投入和經驗積累,只有這樣才能使航空工業穩步前進。