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战伤飞机抢修与现代空中作战

2013-04-22胡宝良马文

军事文摘 2013年2期
关键词:激光飞机

胡宝良 马文

现代战争要想掌握制空权,必须保证参战飞机的数量和批次需求。及时修复损伤飞机,才能达到需求,保持航空兵部队具有持续的战斗力。在飞机战伤抢修工程中,时间就是生命,效率就是战斗力。快速、科学、准确地进行技术决策与施工是战争期间保持航空兵持续战斗力的重要条件。

前不久,本刊特约记者在青岛有幸地采访了我军战伤飞机抢修专家、海军航空工程学院胡芳友博士,就历次局部战争中飞机的损伤与修复情况、飞机战伤抢修重要性以及如何加强我海军战伤飞机抢修建设等热点问题进行了全方位解读。

记者(以下简称记):胡博士,您好, 首先请您谈谈军用飞机在现代战争中的地位和作用好吗?

胡友芳(以下简称胡):好的。第二次世界大战后,军用飞机在战争中扮演着重要角色,它可以对空中、地面、水面、水下目标实施有效打击,对战争的进程和结局产生决定性的影响。

第三次中东战争中,作为进攻一方的以色列飞机在数量上处于劣势的情况下,采用突袭作战的方法,将约300架埃军飞机击毁在地面,一举夺取了制空权。战争中,阿方共损失飞机560架,以军仅损失飞机46架。在第四次中东战争中,阿方接受第三次中东战争的教训,围绕制空权与以方展开了激烈的争夺,战争的结果使军事家们充分认识到现代战争中制空权的重要性。

1986年,美军空袭利比亚也是一次由空中力量独立实现战略目的的较大规模的空袭行动,成为空中作战史上的经典之作。它深刻地影响了近年来历次局部战争的模式。可以说,飞机已经成为独立实现特殊战略目标的首选武器平台。

记:您作为我军战伤飞机抢修专家,请您谈谈战伤飞机抢修的重要性好吗?

胡:好的。飞机战伤抢修是高技术局部战争中损伤飞机“再生”的最佳途径,是保持和提高航空兵部队持续作战能力最直接、最有效、最经济的手段,被誉为战斗力的“倍增器”。

要想保持持久的制空权,高强度、多批次地出动飞机是关键。然而,无论哪个国家,其飞机的数量都是有限的,必须最大限度地使最大数量作战飞机处于完好状态。战伤飞机如得不到修复,就等于战损,部队的战斗力会迅速下降。及时修复损伤飞机并补充到战斗序列中,才能保证航空兵部队具有持久的战斗力,取得持续的制空权。可见,现代战争中飞机的战伤抢修是十分重要的。

记:近几年来,拦截导弹发展很快,那战伤抢修的意义是不是不那么大了?

胡:不是这样的。历次战争表明,战伤飞机的数量远远大于战损飞机的数量,战争手段越先进,航空装备的技术含量越高,参战飞机的伤损比就越大。不是说没有可修的飞机了,而是需要修的更多了。因此,要确保航空兵部队持续战斗力,就必须对战伤飞机实施“急救”。

由于高科技装备大量应用于战争,飞机的生存能力大大提高,被一次性击毁的可能性不断降低。现代战争中表现相对顽强的是南联盟空军,其中最具有代表性的是一架米格-29飞机,在被美军导弹三次击中后,该飞机仍能升空作战,令敌方胆颤心惊。

伊拉克战争、阿富汗战争和科索沃战争中,美、英等西方国家以绝对优势的空中打击力量,迅速有效地摧毁了敌方的军事目标,为赢得战争胜利创造了条件。然而,不可忽略的是,在实力如此悬殊的情况下,优势方仍有相当数量的飞机战伤或战损。就连最先进的F-117隐形轰炸机也折戟沙场,打破了其“不能击落”的神话,使美军颜面大失。海湾战争中,美军出动144架A-10攻击机,共有70余架有不同程度的损伤。具有绝对优势的美军且如此,若是装备、技术和战斗力水平比较接近的敌我双方作战,无论是突防还是拦截,飞机战伤、战损的数量将会更大。由历次战争飞机战伤和战损情况统计中可以看出,现代战争持续时间在缩短,飞机出动的强度在不断增大,单位时间内战损、战伤飞机的数量也在急剧增大。

记:飞机在战伤抢修时,对抢修技术有哪些特殊要求? 现代飞机战伤快速抢修技术的先进性表现在哪几个方面?

胡:在现代战争中,飞机因参战而出现划伤、裂纹、断裂、穿孔等结构损伤现象,严重影响其再次出动,降低了航空兵战斗力。因此,世界各国航空兵部队都非常重视战伤飞机外场快速抢修技术的研究。

飞机战伤抢修是在战场条件下,快速恢复损伤飞机的结构和性能,为再次出动作好准备。这就对抢修技术提出了许多特殊的要求,首先要求工艺条件要简单,在外场就可完成全部工艺过程;其次要求工艺过程要短,在最短的时间内完成修复;三是要求操作方便,力求手工原位修复;四是抢修设备小,最好是便携式或小型移动式。

现代飞机战伤快速抢修技术的先进性主要表现在两个方面:一是利用高性能的复合材料、预制件与预侵料作为连接件直接胶接到飞机的损伤部位,以提高修补技术;二是利用微波技术使胶层迅速固化数十秒至数分钟,从而提高界面强度并实现快速抢修。用这种最新的先进技术必将提升各类战伤飞机快速抢修能力。

记:战伤飞机抢修专用设备有哪些?根据我军航空兵装备现状,要想提高抢修保障速度,战伤抢修设备应如何配置?

胡:战伤飞机抢修专用设备较多,由大到小排列主要有抢救车、抢修工程车、抢修方舱、抢修工具箱等。

30多年来,我军没有经历过真正意义的战争,早期配备的抢修设备均已报废。新研制的抢修方舱等专用设备还没有完全普及,而且没有经过在实战中使用验证,建议应迅速完善抢修设备的配置。

一、抢修小组配置。战伤抢修小组的配置应以抢修工具箱为主,抢修工具箱应当按照飞机结构材料与损伤修复技术的种类来配备。以变形铝合金为主要结构材料的飞机,应以铆接工具为主;针对钛合金、耐热合金等具有焊接性能的材料,应配备便携式点焊机、便携式激光器;复合材料结构的损伤修复具有特殊性,需要一个完整的固化工艺过程,应配备专用的抢修工具。电缆的损伤也必须原位修复,应配相应的工具及耗材。同时,抢修小组在平时的训练中应不断研制和改进使用方便的工具、工装、配件等。

二、修理厂配置。每个修理厂除平时正常保障训练的设备外,还必须配备战伤抢修方舱,供抢修小组和一体化保障人员使用。同时,修理厂还应配备一定数量的抢救、运输车辆。

三、战伤抢修分队配置。飞机战伤抢修分队可依托某一个修理厂(或基地),设教学场所和设备;设研究室、实验室,配置训练场地和供训练用的飞机;配备运输用的直升机和车辆,以提高抢修分队的快速机动保障速度。

记:提高飞机抢修效率,要熟练掌握哪些抢修新技术?

胡:航空装备技术含量越高,战争手段越先进,参战飞机被击伤与被击落的比例就越大。

随着科技的发展,铆接技术的发展空间已经不大。以铝合金为主的时代已经过去,取而代之的是强度更高的钛合金以及性能可设计的复合材料。钛合金、耐热合金等材料在常温下的机械加工性能较差,不宜采用铆接法。但这些材料具有良好的焊接性能。激光焊接是现代航空制造工程新技术,在航空修理领域占有巨大的发展空间,可大幅度提高抢修效率,是金属结构战伤抢修大有希望的新技术。

复合材料结构的制造技术与金属结构大大不同,其修理技术也不是机械加工技术领域所能覆盖的。现代飞机主要采用树脂基纤维增强复合材料,最常用的碳纤维复合材料件主要工艺过程有预浸、成型、加温、加压和固化,其他非金属复合材料的工艺也相近。此类结构的损伤修复工艺与制造工艺相近,核心是如何加快固化速度。同时,复合材料修复技术已能够修复金属结构的损伤,从一个新的角度可提高金属结构的修复效率。快速的实时成像的损伤检测技术可以大大提高损伤检测的效率。随着科学技术的不断进步,会有新的修复技术不断涌现,应及时跟踪新技术的发展,在成熟阶段将其应用于战伤飞机抢修,可大幅度提高飞机抢修效率。

记:激光应用日趋广泛,请您谈谈激光加工技术在飞机战伤抢修中的应用。

胡:好的。随着装备的不断更新,关于战伤抢修的各种新问题接踵而至。由于新机综合运用了大量新结构、新材料、新工艺,飞机各系统的构造日趋复杂,战伤抢修的内涵亦随之迅速扩展,成为一个多种现代技术互相渗透,相互关联的复杂学科。

由于激光具有高方向性、高亮度、高单色性和高相干性等优良品质而被广泛应用于各个领域,成为理想的加工热源。

激光加工技术在飞机结构修理乃至战伤抢修领域扮演着重要角色。一是飞机上的钛合金件的激光焊接修复应用。激光焊接对条件的要求低,工艺参数可精确控制,只需在光斑附近加以惰性气体保护即可,是较理想的抢修技术。机械性能试验结果表明,钛合金激光焊接的性能好,可以达到基材性能的95%。二是激光切割技术应用广泛。激光可以切割几乎所有材料,并且可以通过选择汽化、熔化、氧化切割方法和工艺参数而在不同材料切割中得到高质量的切缝表面。激光切割变形小、精度高、节省材料、切割效率高、对环境污染小。在飞机结构战伤抢修领域,应用激光切割技术可以快速切除损伤、变形的结构,为实施修复创造施工条件,节省宝贵时间。

记:美军战场抢修理论较为完善,我军如何加强飞机战伤抢修理论研究?

胡:如何提高飞机战伤抢修能力,是未来高技术局部战争中的一个重要课题。以美军为代表的西方国家,经过近30年的研究和实践,具备了比较完善的战伤抢修体系。

美军战场抢修理论较为完善,从总体上可以分为装备可抢修性理论和战场抢修理论。前者主要强调装备在设计阶段就要考虑到战场抢修的需要,把可抢修性作为装备重要质量特性来加以考虑。后者则主要研究如何有效地组织、实施对装备的战场抢修,是对可靠性、维修性、维修工程和综合后勤保障等理论的补充、完善和发展。

我军在战伤装备抢修理论的研究与美军相比还有一定的差距。在战场抢修方面有较多的研究,相当一部分工作已进入部队正常的保障工作。但是,在飞机设计阶段对战伤飞机抢修、战斗恢复力考虑得还较为欠缺。我认为应大力加强此方面的工作,完善理论体系,指导部队战伤抢修组织训练和战时实施保障。

记:现代战争要不断开拓信息化战伤抢修新领域,请您谈谈仿真技术在战伤飞机抢修领域里的应用好吗?

胡:好的。信息技术的飞速发展使战伤抢修技术研究由过去靠实战积累经验转变为应用计算机技术模拟实战的阶段。

飞机战伤仿真系统,可通过计算机模拟飞机在实战条件下的损伤情况,并获得各主战机种受到敌方武器打击后的实际损伤数据。它还可以预测未来的战伤情况,动态显示战伤形成过程,构建飞机战伤分析技术信息化平台,使作战中战伤抢修兵力部署、抢修技术保障等工作具有针对性,为指挥机关进行作战决策提供科学根据。应用仿真系统,避免了飞机实弹打击而造成的武器装备损耗、环境污染和可能的人员意外伤亡,具有重大的经济意义和军事意义。

记:胡博士,最后请您谈谈我军战伤飞机抢修概况及发展趋势好吗?

胡:好的。1994年中国空军正式开始飞机战伤抢修的相关研究工作。“飞机战伤抢修”作为战争急需的一门学科落户于空军第一航空学院,该院成立了中国空军第一个飞机战伤抢修中心实验室,也是惟一的飞机战伤抢修人才培训基地。如今,这个中心具备了对几十种战伤抢修相关专业课程进行实验教学的能力,使我国成为继美国、以色列等国之后,少数拥有这项技术的国家。随后,飞机战伤抢修相关的组织、指挥、后勤保障以及抢修队伍建设也开始起步发展,取得了明显的成效。

近年来,海军航技部通过模拟战时飞机损伤的逼真环境,开展了飞机战时损伤特点的分析、建模和仿真研究。同时,他们加大新维修设备的研制,指导部队应用复合材料开展快速抢修训练、电缆诊断、激光修补,努力掌握飞机战伤抢修新技术、新工艺。日前,以荣获军队科技二等奖的激光抢修机为代表的一系列新设备,已陆续配发海军航空兵部队。在海军飞机应急抢修中,复合材料修理技术、激光抢修技术、飞机战伤抢修决策支持系统、远程技术支援系统等一批海军自行研制、开发的飞机抢修新设备和新技术相继登场亮相,成为海军装备维修的新亮点。

随着飞机生存力提高和易损性降低技术的发展,战伤抢修研究应将抢修性纳入装备综合保障体系之中。今后发展总的趋势是:一是继续开发抢修新技术,保证战伤抢修的有效性;二是飞机战伤评估智能化;三是把飞机的抢修性设计纳入飞机设计与制造之中。

人物简介:胡芳友博士,海军航空工程学院教授,1983年入伍,大校军衔,博士生导师,海军航空修理领域的知名专家之一,全军优秀教员,海军精武建功成才之星,荣获得军队育才银奖。2000年,胡友芳博士作为高级访问学者赴美国密西根大学师从事激光加工研究,回国后将激光加工等现代技术引入航空修理教学和科研,主持建成了激光加工实验室,使学院在航空修理领域的教学、科研水平处于领先水平。参与科研课题48项,20项科研成果荣获全军科技进步奖。

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