战伤飞机抢修与现代空战

时间:2022-10-14 07:33:46

战伤飞机抢修与现代空战

现代战争要想掌握绝对的制空权,只有及时修复损伤飞机,保证参战飞机的数量和批次需求,才能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。

军用飞机在现代战争中的地位和作用凸显

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,采用突袭的作战方法,使约300架埃军飞机被击毁在地面,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。

1991年海湾战争中,多国部队的空中力量无论是数量上还是质量上都占有绝对优势。经过多国部队38天的猛烈空袭,伊军损失惨重,所有战略目标除深藏于地下之外,基本上被摧毁,使伊拉克军队受到极大削弱。在多国部队猛烈的空袭下,伊拉克空军和防空部队基本上没有还手之力,多国部队损失的49架飞机多数是被伊军的高炮击落的。在这场多国、多军种参加的战争中,空中力量自始至终扮演了主要角色,因此,被称为“由空中打赢的战争”。

战伤飞机抢修是部队战斗力的“倍增器”

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”。

作战飞机多批次、高强度密集出动是现代战争航空力量的使用特点。二十世纪以来的历次战争表明,飞机战损、战伤之比不断上升,已达1:10以上。在敌我双方优势不显著的情况下,飞机损伤数量会更大。飞机的大量损伤和高强度密集出动这一对矛盾就凸显出来。

要想保持持久的制空权,高强度、多批次的出动飞机是关键。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。及时地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,现代战争中飞机战伤抢修是十分重要的。

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快速“急救”。

随着现代武器不断发展,不同用途的精确制导导弹在现代战争中的作用越来越重要,使人们产生了一个错觉,似乎只要被导弹击中,飞机必被击落,飞机的战伤抢修已失去意义。虽然最近几次局部战争中美军飞机损伤资料无法查询,但是,美军多年前就有估算,认为现代战争中飞机战损与战伤比为1:20。可见,美军对飞机的战伤抢修是非常重视的。

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。正所谓“魔高一尺,道高一丈”。海湾战争期间,美军红极一时的“爱国者”反导导弹的作用并没有吹嘘的那样灵。美军用“爱国者”导弹对付的是30多年前设计的航路一定、飞行速度较低的“飞毛腿”导弹,其拦截导弹时的命中率仅有9%,如拦截飞机则成功率就更低了。苏丹从我国购买的一架强5飞机被一枚萨姆-7导弹击中后,并未造成严重损伤,在24小时内成功修复。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隐身战斗轰炸机也折戟沙场,打破了其“不能被击落”的神话,使美军颜面大失。海湾战争中,多国部队共损失飞机51架,其中美军43架,损伤飞机约有300?400架次,甚至更多。但是,如果损伤飞机不能及时恢复战斗力,实力雄厚的美军也会战斗力大减。在伊拉克战争中,美英联军飞机被击伤、击落时有报道。其中,在对地攻击中不可一世的“阿帕奇”武装直升机也被装备落后的伊拉克地面部队击落、击伤。据不完全统计,伊拉克战争中,英美联军损失飞机20多架,损失的飞机/直升机有MH-53E、A-10、“阿帕奇”、CH-46、F-18C、F-15等多个机种,其主要原因是地面防空火力(如高炮、地空导弹甚至轻武器)的攻击造成的。由于精确制导炸弹从15000米高空的轰炸不能给敌人有生力量以毁灭性打击,所以,英、美联军在多轮轰炸消耗掉伊方绝大部分防空武器后,为支援地面部队的行动,出动了直升机和攻击机。由于对地攻击时高度、速度均较低,受到地面攻击的可能性大大增加,战伤、战损的数量便迅速增加。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,飞机战伤、战损的数量将会更大。这里特别需要注意的是在敌我双方装备各有所长、战斗力水平接近的情况下,无论是突防还是拦截,飞机的战伤数量都将更大是毫无疑问的。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,飞机出动的强度在增大,单位时间内战损、战伤飞机的数量也在急剧增大。

现代飞机战伤抢修技术与设备

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。

现代战伤飞机抢修施工主要分两大步骤,第一是对不规则损伤的切割、修整;第二步是结构形状、尺寸和性能的恢复。所使用的抢修技术应根据结构材料的不同来选择。对于钛合金和复合材料的损伤,由于材料特性及其制造技术的特点,其损伤修复技术必定大大不同于铝合金结构的修理技术,需要开发新的抢修技术才能适应材料的变化。

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。高技术条件下飞机战伤抢修这一课题,美国、以色列等空军强国已捷足先登。美军战场抢救装备主要有安装了起重装置和绞盘牵引装置的抢救车辆,可以使用其起重、拖曳功能将损伤飞机拖至安全地带或修理场所,还可以利用其起重设备进行大件的换件修理,有时还可与重装备平板运输车配套使用,执行大型战损或故障飞机的后送任务。美军装备了轮式、履带式修理工程车,主要用于机加工作业、钳工作业、故障检测诊断和损坏零部件更换等。美军也装备修理方舱、挂车,方舱可选择最佳运输方式,大大缩短从一地到另一地的运输时间,不占用运载车辆,大大减少了设备保养费和储存费。挂车则介于工程车和方舱之间。美军的战伤抢修工具箱一般是针对某类装备或某种类型的任务而专门开发的,内装必备的专用抢修工具,可配置于主战装备,以供紧急情况时使用,或配备前沿基地。

提高飞机抢修效率的新技术

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的新结构、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。传统的“车钳铆焊”敲敲打打纯机械修理必须进行彻底的变革。

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,它的这些特性使其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%,这是传统手工电弧焊接技术无法比拟的。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。

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。20世纪70年代初,西方国家就开展了计算机在飞机战伤抢修领域的应用研究。

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、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。

飞机战伤抢修决策系统的作用与功能

飞机战伤评估、修复结构的设计、修复工艺的制定,是战伤抢修的关键,需要有扎实的专业基础知识和丰富的工程实践经验。而这种专家型的人才是可遇而不可求的,难以满足应急作战损伤飞机抢修的需求。

飞机战伤抢修决策系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。开发飞机战伤抢修方面的系统,目的是为了使飞机战伤抢修技术人员在进行战伤评估和抢修设计时提供技术支持,并提供相关信息的查询,为实现飞机战伤抢修远程技术支援提供了可靠保证,以提高决策效率。该系统具有如下功能。

一是战伤评估。根据现场提供的有关损伤数据,通过力学性能分析、损伤容限分析、强度分析等各种方法评判飞机损伤等级,为抢修人员提供战伤评估依据。

二是抢修设计。输入飞机损伤信息后,能逐步完成结构设计、工艺设计,为抢修施工提供可操作的技术指导。

三是数据库。系统包含抢修人员和所在修理厂、场站的基本情况,装(设)备配备、使用情况、各备件库库存、各修理厂及其他有关信息数据。同时,还包含各型主战飞机结构的详细图纸、构件材料、受载及传力情况、抢修工艺及各型飞机抢修设备和抢修器材等,可供各级抢修人员查询飞机及相关资料。

我军战伤飞机抢修概况及其发展趋势

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,也是唯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。

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