編者按
2012至2016年間,軍費(fèi)不斷縮減,美軍不得不延長(zhǎng)眾多老舊裝備服役時(shí)間,以滿足部隊(duì)任務(wù)需求。在這一過程中,腐蝕是老舊裝備面臨的較為嚴(yán)重的問題。國(guó)防部和合同商積極尋求腐蝕檢測(cè)和防治的新技術(shù)新方法,并設(shè)立專門機(jī)構(gòu)從事相關(guān)研究,取得了一定效果。
一、腐蝕是影響老舊裝備可用性的重要因素
腐蝕是老舊裝備面臨的最重要問題之一。由后勤管理研究所開展的一項(xiàng)研究表明,包括飛機(jī)、地面車輛、艦船以及其他綜合系統(tǒng)等在內(nèi),美軍每年在腐蝕方面的花費(fèi)大約為207億美元,約占到裝備全部維修費(fèi)用的24%,盡管問題嚴(yán)重,但很難從根本上解決。
以飛機(jī)為例,裂紋和腐蝕都是常見的問題,如果能在早期發(fā)現(xiàn)并確定問題區(qū)域,進(jìn)行有效處理,將顯著降低裝備維修費(fèi)用。而與結(jié)構(gòu)裂紋相比,腐蝕問題更難處理,因?yàn)榱鸭y通常出現(xiàn)在飛機(jī)高負(fù)載區(qū)域,對(duì)固定區(qū)域的定期或計(jì)劃性檢查工作目前已較為成熟,早期檢查比較容易實(shí)現(xiàn);而腐蝕可能出現(xiàn)在任何位置,用現(xiàn)有技術(shù)很難檢測(cè),尤其是一些維修不可達(dá)位置,出現(xiàn)腐蝕問題的幾率往往更高,如果經(jīng)常性采取結(jié)構(gòu)拆解的方式查找裝備腐蝕發(fā)生位置,不僅要花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)和時(shí)間,而且會(huì)影響裝備的戰(zhàn)備完好率。如C-130運(yùn)輸機(jī),使用傳統(tǒng)檢查方法,僅進(jìn)入飛機(jī)內(nèi)部檢查前拆卸貨倉(cāng)地板的工作,就需要一整天時(shí)間。題在空軍以往裝備維修中很常見,在選擇保障實(shí)施方時(shí)也需要視情加以考慮。
在等待F-35C服役期間,美海軍面臨的一個(gè)重要問題是,要保持F/A-18“大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)安全穩(wěn)定服役,直至被F-35C全部替換。之前,海軍已經(jīng)完成了對(duì)F/A-18(A-D)各型“大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)的延壽工作,將其壽命從設(shè)計(jì)的6000飛行小時(shí)延長(zhǎng)到8600小時(shí)。而由于F-35服役期一再拖延,海軍不得不考慮對(duì)“大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī)再次延壽。總體方案是,對(duì)包括海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)所屬的150架F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)在原有延壽基礎(chǔ)上進(jìn)一步將飛行小時(shí)延長(zhǎng)到10000小時(shí)。具體改進(jìn)包括處理金屬疲勞、裂紋和腐蝕等問題,并對(duì)武器、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)。但這些飛機(jī)是否具備進(jìn)一步延壽的條件,需要考察諸多指標(biāo),腐蝕狀況是分析其延壽可行性的重要指標(biāo)之一。如果研究結(jié)果證明飛機(jī)無(wú)法滿足延壽的可靠性要求,海軍將不得不尋求其他解決辦法,如購(gòu)買新型F/A-18E/F“超級(jí)大黃蜂”戰(zhàn)斗機(jī),或者削減部隊(duì)編制。
二、美軍日益重視腐蝕問題
國(guó)防部每?jī)赡昱e行一次腐蝕防治問題會(huì)議。國(guó)防部腐蝕問題2010年度報(bào)告稱,國(guó)防部完成了F-22和F-35兩種戰(zhàn)斗機(jī)的“腐蝕問題評(píng)估”。在過去6年里,國(guó)防部花費(fèi)了1.29億美元,開展了169個(gè)腐蝕預(yù)防和減緩的項(xiàng)目研究。
陸軍航空和導(dǎo)彈司令部(AMCOM)下屬腐蝕問題專項(xiàng)辦公室,負(fù)責(zé)研究腐蝕成因、腐蝕維修方案設(shè)計(jì),并對(duì)士兵進(jìn)行腐蝕預(yù)防訓(xùn)練。辦公室的工作重點(diǎn)是“愛國(guó)者”防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的腐蝕防治問題,因?yàn)樵撓到y(tǒng)計(jì)劃服役時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30年。同時(shí),“空軍腐蝕預(yù)防和控制辦公室”以及“海軍研究實(shí)驗(yàn)室腐蝕科學(xué)和工程中心”也都是各軍兵種從事腐蝕研究工作的機(jī)構(gòu)。
學(xué)術(shù)界在這方面的參與也逐漸增多。澳大利亞科廷大學(xué)和美國(guó)俄亥俄州的阿克倫大學(xué)都從事國(guó)防和工業(yè)界腐蝕防治工程師的培養(yǎng)工作,后者還設(shè)有“腐蝕工程”學(xué)士學(xué)位授予點(diǎn)。另外,國(guó)防采辦大學(xué)也加強(qiáng)了腐蝕方面的課程內(nèi)容。
為了更精確地掌握飛機(jī)結(jié)構(gòu)狀態(tài),“國(guó)家航空研究院”對(duì)包括B-52、KC-135在內(nèi)的多種軍用飛機(jī)進(jìn)行了拆卸檢查。這兩種飛機(jī)預(yù)計(jì)將服役超過80年。檢查包括結(jié)構(gòu)拆卸、清除涂裝,通過使用液體熒光滲透劑、電磁渦流以及超聲波探測(cè)等方式進(jìn)行檢測(cè)。
三、重視研發(fā)防腐蝕新技術(shù)新材料
美軍在腐蝕防控方面投入了大量經(jīng)費(fèi)用于新材料和新技術(shù)研發(fā),以提高裝備抗腐蝕能力。
腐蝕探測(cè)方面,位于沃納羅賓斯空軍基地的“老舊飛機(jī)研究咨詢中心”開發(fā)了一種新技術(shù),使維修人員無(wú)須拆解飛機(jī)就能夠?qū)ζ鋬?nèi)部進(jìn)行檢查。該技術(shù)使用一種高分辨率的“管道內(nèi)孔探測(cè)鏡”,連接附著在導(dǎo)引管上,靠近飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部以往難以達(dá)到的部位進(jìn)行檢查,并拍攝照片或視頻供維修人員參考。在實(shí)際操作中,維修人員只要移除飛機(jī)上部分扣件或螺釘,并插入導(dǎo)引管,無(wú)需拆卸整個(gè)結(jié)構(gòu),就能對(duì)飛機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查。目前,該研究咨詢中心對(duì)C-130運(yùn)輸機(jī)、HH-60直升機(jī)和P-3偵察機(jī)進(jìn)行了檢查,效果良好。另一種方法是使用傳感器,在飛機(jī)內(nèi)部嵌入機(jī)身結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器,當(dāng)維修人員收到不正常信號(hào)時(shí),就需要對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行檢查以確定損傷情況。這種方法目前推廣比較順利,具體研究仍在進(jìn)行。
防腐涂層材料方面,“海軍研究實(shí)驗(yàn)室”化學(xué)分部最近成功研制了一種新型的硅基防滑防腐涂層,具有比傳統(tǒng)的環(huán)氧基涂層更好的耐腐蝕性,用于飛機(jī)涂裝和艦船通道表面涂層。據(jù)統(tǒng)計(jì),海軍每年需要大約34萬(wàn)平方涂層材料,花費(fèi)超過5600萬(wàn)美元。
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