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为何中国战机比美国短命?原因真让人想不到

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发表于 2016-7-11 20:58:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
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歼10


以飞机结构的经久耐粗暴使用、方便检查好修理方面的设计水平来说,在美、法飞机面前,苏俄飞机只能算是废品和残次品。


在80年代以来,中国通过引进全套西方设计理论手段和设备,成功在歼10上实现了国军标体系向西方标准转化,并达到与幻影2000同级别的理论寿命。这一巨大突破在后续的枭龙上得到进一步的锻炼成熟,最终为歼20采用全新材料、工艺和设计方法,实现基本结构设计水平超越西方三代标准的关键基础。


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FC-1总体结构性能指标相对不高,因为它是一种钢、铝材料为主结构的廉价三代机,成本限制很高;但结构设计水平,尤其是维护性和可靠性上,它其实比歼10还有了长足进步


但是真正以同一个时间代水平来说,国内即使是成都系西方设计标准下的飞机,在寿命和维护、延寿的设计水平依旧和美法有很大差距。导致这种现象的原因,很大程度在于国内对于基础研究的积累不够,科研投入的分配规划不合理。比如以一个典型的例子来说,对于现有飞机结构的毁灭性研究。


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歼10的静力试验样机


比如从二代机和三代机的结构设计区别来说,关键之一在于损伤容限设计。损伤容限包括两个方面,第一是飞机结构部件随着使用寿命的消耗,腐蚀、裂纹的发展很慢而且很均匀,不会迅速发展成贯穿性的毁灭性裂纹,足够坚持到下一次检查时候被发现;第二,在设计时特别注重维护检修性能,凡是容易出问题的地方,都能被地面技术人员很容易的观察、维修和拆除替换。


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F15的检修舱盖全部打开。由于设计年代较早,它并未采用损伤容限设计。从各方面技术意义上评断的话,F16才是第一种完整的三代机


然而理论虽然如此,但在飞机上仍然有太多的关键结构区域处于内部的封闭区域,常规办法完全无法进行检查它的腐蚀和疲劳开裂情况。对于这部分结构,西方的做法是:把整个飞机结构全部拆毁了,然后好好看看(目视、涡流探伤、X光探伤、超声波探伤等)里面究竟发生了什么,再进行针对的改进设计。


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F15结构模块划分,很多地方由于处于结构深处、或者结构狭窄、本身有封闭要求(比如整体结构的机翼油箱),都是正常情况下无法直接探测和维修的


这种拆毁性研究在西方飞机设计使用中是贯穿整个过程的,不仅专门用于测试结构寿命的静力试验样机要被拆毁,已经装备部队的现役飞机同样会被抽取拆毁。西方专家甚至这样断言:“为了确保老龄飞机的安全使用,必须确定老龄飞机结构的实际损伤状态;而对现役飞机结构进行拆毁检查,是实现这一目的的唯一可行途径”。


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F15机翼结构布局


目前西方对现役飞机的拆毁性研究非常完善,包括对一架飞机的部分选定结构、一架飞机的所有主要结构、多架飞机的相同结构部件拆毁检查等等。这样做的好处,首先能准确的评估使用一段时间后的飞机的结构损伤;其次能对现有的结构设计理论进行修正和改进;最后能验证各类日常使用的结构损伤探测技术是否有效。


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F16进行静力试验。飞机结构很大程度上是试错设计,试验规划能力和预测能力至关重要,而拆毁检查能有效提升这两方面水平


从效果上来说,美军拆毁F16和F22静力试验样机以后,发现的结构故障,占到总故障的1/3。设计阶段大量故障隐患的发现排除,为这些飞机服役后良好的结构可靠性和寿命表现奠定了基础。而美军大量超期服役的飞机,比如F15的使用寿命不断从4000小时提升到8000小时甚至更高,能够维持使用至今,关键也在于以美国空军学院结构寿命延寿中心为首的相关结构,一直持续不断的飞机结构拆毁检查和试验总结。


和美法相比,我国虽然在全面引进西方设计标准以后,理论上强度规范和结构完整性大纲等国军标规范都提出了相关的明确要求,但是实际上却极少执行。尤其是针对现役飞机的拆毁检查,可以说是全面空白。


这种问题的根源,恐怕还是在于国内没有从传统的功利主义科研作风中走出来,搞型号才给钱,能用了就不管了。然而从大处着眼,省了拆毁检查的小钱,实际上损失的是整个国家的飞机结构设计制造水平,以及军队装备的持续寿命和可用水平。



文章来源于讲武堂

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