在前不久的第十四届珠海航展上,以歼20为代表的一众华夏战机相继出场,其惊艳的外形,加之出色的飞行性能,在航展上可谓是吸粉无数。
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而本次航展的开办,也让人们真正意识到,中国战机正处于崛起的时期,未来必然还会有无数的顶尖机型登场。
不过,随着新时代战机关注度的升高,许多人突然注意到,一架战机虽然凝聚了军工的最高水平,但它的服役时间往往只有十余年,甚至还不如一些家用汽车的使用年限,这究竟是什么原因呢?
技术研发的考量
首先,我们必须得明白,一款战斗机的正式服役,是一段极为艰难的历程,它需要号召包括军事顾问、设计人员,以及资深战斗机驾驶员在内的庞大初设团队。
针对某些特殊问题,甚至还需要聘请外籍,或者是有战斗经历的顾问参与,这意味着,初设团队的召集,本身就需要大量的时间,并非数周就能完成的。
而且,初设团队在完成召集后,还需要花费大量的时间进行讨论,尤其是针对战机的定位、性能以及成本,整个团队需要进行数月,甚至是数年的商讨。
之后,当初设方案得到确定后,还需要层层上报,交由各部门进行审批,这里又要花费一定的时间。
若是初设方案未获批准,那还要涉及到重新讨论和设计,这必然要消耗大量的时间。
另外,就算方案能够一次性获准,那零件的采购和生产线的架设,又需要投入巨量的时间。
值得一提的是,这还得建立在我国恐怖的基建能力上,毕竟,无论是工厂的搭建,还是工人宿舍的建设,这些从本质上来说,都需要强大的基建能力作保。
最后,当一切准备就绪后,工厂就需要进行首批生产,在这个过程中,工程师还需要花费时间对设备进行调试,还要对出厂零件进行校验,并且还要参与到组装的环节。
如果一切顺利的话,新的战机便能由此落地,但此刻的新战机距离服役,还隔着一段很长的测试期。
需要注意的是,测试期是无法进行准确判断的,因为有的战机刚一升空,就会暴露出无数的问题,这就有可能涉及返厂,或是重新设计的情况。
所以,一架战机从设计到最终服役,期间的时长往往会超过十年,更有甚者,如印度的光辉战机,其研发时长一度达到了30年。
而这个漫长的“落地”过程,便就会引出新的问题,那就是战机设计与时代可能存在不匹配。
举个简单的例子,一架战机的设计在十年前可能是跨时代的典范,但在十年落地后,它的技术很可能就变得普通至极,甚至是不值一提。
因此,就现代战机而言,大部分在服役数年后,便会迎来新的接替者,从而也就为它们的退役定上了闹钟。
材料和发动机的桎梏
除此之外,战斗机作为一种承担高强度飞行的载体,它对材料的耗损也是极大的,这使得绝大多数战机,就算没有遭受到攻击,在到达一定年限时,其材料的强度也会发生变化。
尤其是在长久的循环力作用下,战机很有可能出现金属疲劳,即金属永久性的损伤,而且损伤程度还会不断积累,直到某次飞行再次受力时,就会顿时崩裂,造成不可挽回的损失。
比如美国空军的F15战机,就曾因金属疲劳,而出现了“断头”的情况,也就是机头突然的断裂,好在飞行员反应及时,这才完成了跳伞自救,由此,我们不难看出战斗机材料寿命的重要性。
另外,除去材料的限制后,战机发动机的使用寿命,也是战斗机服役的一大桎梏。
按照飞机制造业对发动机寿命的定义,正常战机发动机的寿命一般都需要高于3000小时,换算成具体时间,那就是约125天左右。
这听起来感觉有些短暂,却是真实的数据,不过,需要注意的是,这数千小时代表的仅是飞行时间,而不包括战机在陆地的时效。
简单来说,就是只有战机开动发动机升空后,这个时间才开始计算,按照欧美相关的统计,一架服役战斗机的年飞行时间,一般处于200至300小时的区间中。
这意味着,3000小时的发动机寿命,指代的正是战斗机十年的使用年限。
当然,3000小时的发动机寿命,在一定程度上,只能算是第五代战机的门槛,比如我国歼20所用的WS系列发动机,其使用寿命就达到了4500小时。
又比如俄罗斯苏57所使用的AL系列发动机,它的使用寿命就又更高一些,达到了5000小时。
至于使用年限最长的战机发动机,那则是美国F22搭载的F119型发动机,它的寿命一度突破了8000小时,可谓是五代战机中最“长寿”的存在。
保养的昂贵
不过,F22的使用年限并不是与生俱来的,它需要一些“延寿”操作。
再通俗一点说,就是F22若想达到8000小时的飞行寿命,那后期的维护和保养是必不可少的,而且,这种维保可不是常规的保养,而是需要加固配件,甚至是更换配件的养护。
这一套操作听起来很简单,但具体实施却是难比登天,首先就是零件的适配将成为问题,现代战机可以理解为一个电子总体,每一处零件都需要与总机兼容。
但新零件的装配,往往就会引发新老零件的功率差,进而影响到总体性能的展现,若要彻底解决该问题,那就要大面积地更换零件。
可战斗机零件的生产成本那简直就是天文数字,就连美国本身都难以支撑这种维护开支,以至于美军将在2023年时,退役一批F22战机,其根本原因就在于维护成本过于高昂。
当然,美国已经算幸运的了,至少生产线掌握在自己手上,要进行维保的话,只需要考虑资金问题,可对于没有原战机生产线的国家而言,问题显然就变得更加复杂了。
我们以日本为例,该国曾大批量地从美国手上进口F15战机,但随着使用年限的升高,这批战机的寿命极限也逐渐到来。
不同于原产国美国的财大气粗,日本在F15战机的退役问题上,显得极为犹豫不决,最终,为了省下采购费用,也为了能拥有自产战机,他们基于F15战机,研发出了F15j和F15DJ战斗机。
这两种机型号称日本科技的体现,可饶是如此,两款战机的故障率却居高不下,尤其F15DJ,甚至还出现过飞行期间掉零件的情况,这其实就是维保困难的体现。
从这一点来看,现代战斗机无论考量是技术的先进程度,还是考虑材料和发动机的使用寿命,又或是权衡后期维护的成本,它们都共同指向一个点,那就是现代战斗机的使用年限不能过长。
否则,技术的脱节,加之成本无限激增,都会让战斗机陷入无限的窘迫中,正如前文提到的印度光辉战机,如今就面临着“出厂即淘汰”的局面,徒增笑柄耳。
参考资料:
《5000小时对14000小时,中国航空发动机的寿命,为何比西方国家短?》--------凤凰网
《战斗机的寿命是3000个小时,为什么却能服役数十年,原因在这里》-------新浪网
《为什么战机发动机的使用寿命如此短?》--------知乎