五代機為何如此“傷不起”?

          時間:2014-08-18 08:21   來源:解放軍報

          資料圖:美國空軍F-22隱形戰機

            資料圖:美國空軍F-22隱形戰機

            目前,正在服役的唯一兩款五代機,F-22“猛禽”和F-35“閃電Ⅱ”在冠以“史上最貴”“性能最優”等耀眼光環的同時,卻屢遭傷病的困擾。機艙“缺氧”、發動機“心臟病”等問題頻發,使得五代機幾度面臨停飛、甚至停產的命運。我們不僅要問:如此先進的五代機,為何如此“傷不起”?

            作為五代機中的代表機型,F-22所具備“4S”性能有了大的跨越,由此造成的研發復雜性也隨之增加。從系統工程的角度看,即使是成熟可靠的技術,將其大量集成在一個平臺上也難免會出現問題,更何況五代機將眾多的全新技術集成在一起。

            相較于三代機的全舵面一體化數字操控,五代機在此基礎上實現飛控系統與發動機矢量推力的一體化控制。這種“飛-發一體化控制”的難度在于,在同樣的氣動環境下,發動機推力是一個變量,而舵面效能是一個不變量,要將變量與不變量進行一體化融合控制,其軟件設計的難度可想而知。一旦矢量推力控制方面出現問題,對飛機的穩定操控與結構強度將會帶來災難性后果。

            如果說飛控系統故障雖然技術復雜但原因容易探明,那么在F-22不斷暴露的氧氣系統問題上,卻讓技術團隊長時間處于迷失狀態。起初是對故障原因無法確認,在發現是氧氣系統故障后,又因故障處理牽扯到初始設計,導致整個系統需要推倒重來,使得故障排除周期遠遠超出預期。經過半年多的集中技術攻關后,復飛的F-22氧氣系統故障依然沒有徹底排除,軍方不得不在訓練中對飛行高度進行限制,而幾名高水平戰術試飛員的飛行事故,令人們對F-22談虎色變,一些人甚至拒絕執飛F-22戰機。

            當然,五代機的故障頻發也有其不可忽視的客觀原因。戰機同其他技術裝備一樣,不同階段其壽命周期內的故障率呈“澡盆曲線”態勢:在服役初期其故障率偏高,隨著使用過程中可靠性的逐步提高,飛機將進入長時間技術穩定狀態,而到服役末期其故障率將再次升高。

            對服役不足10年的F-22來說,該機目前處于“澡盆曲線”前端的事故多發期,某些潛伏的問題和設計上的一些瑕疵逐步顯現是可以理解的。以近期出現的F-22機載供氧系統問題為例,按照美空軍提供的數據,整個F-22機群在2011年9月至2012年2月間出動總架次超過8700次,其中僅有9次飛行員出現類似供氧不足的癥狀,占總架次的0.1%。這樣低的故障率在試飛階段很難被發現,只有在服役后經大量使用才能暴露出來。

            新技術的研發歷來就是出現問題和解決問題的過程,有理由相信,五代機歷經砥礪之后,定會進入“澡盆曲線”的平穩期,飛得更高更遠。(李紹偉 勇偉)

          編輯:李杰

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