战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
战斗机的寿命是指他在空中飞行的时间寿命,而不是摆在那里的寿命,飞机可以服役几十年,飞机可以服役几十年,因为他的飞行时间不超过寿命就可以,而且他还可以进行延寿升级,一升级又是几千小时。
歼11B战斗机的发动机是俄罗斯的AL31F,发动机的寿命是4000小时左右,他就是飞机寿命木桶上的那个短板。
飞机的寿命主要是结构和发动机的寿命问题。现代战斗机的飞行速度快,承受的机动过载很大,而且搭载的武器吨位也比较多,因此飞机的寿命消耗比较快,但是并不意味着飞机的大部分部件都坏掉了,其实不然,飞机的寿命主要受一些不起眼的地方和机械连接处的影响,而且尤其是以发动机和机体结构部分消耗最大,这些容易出现损伤的部分限制了飞机寿命。
现代战机往往需要进行高机动过载的飞行,于是造成这些飞机的机体寿命有限。
一架飞机可以实现3000小时以上的飞行寿命,已经非常可观,须知,飞行过300个小时的飞行员已经堪称王牌,一架战机一次出击,最多3、4个小时,3000多小时足够出击1000架次,估计在战争中,都没有什么飞机能出击这么多次的,按照一架飞机一天最多出击3次一下计算,3000小时可以连续高强度作战1年多了。
图为日本的F15J,这些飞机发生过严重的空中解体事故,飞机的机头和机身直接分离,寿命接近耗尽。
当然,人们总还是可以通过不断的维护保养飞机的部件,比如使用激光探伤,发现人们不可感知的轻微损伤,并且及时采取补救措施来解决飞机的延寿问题,另外,还可以更换发动机,甚至是对飞机进行大的结构性升级来确保飞机延期服役,这样的情况下,飞机除了壳子基本不换外,里面的雷达、座舱、飞控、动力可都要更换了。
第五代战斗机的机体寿命就要长很多了,他们的机体结构简单,而且发动机性能更好,机体一次加工成型,同时强度更高。
在日本,典型的例子就是通过延寿升级计划,让日本进口美国的120多架F15J战斗机升级为F15DJ战斗机,新的战机寿命不但取得了延长,而且还获得了中距离空空导弹的操作能力,机头的雷达也更换为最新的有源相控阵雷达。这些飞机从上世纪80年代服役至今,已经接近40年,他们高强度值勤,虽然出现过空中解体和掉零件的严重问题,但是日本还是决定继续缝缝补补使用下去。
图为歼11B战斗机和他使用的太行发动机,太行发动机的寿命是3000多小时,所以歼11B的飞行寿命也是3000多小时。
因此,一架现代化的战斗机可以使用服役几十年,那3000小时绝对不是他放在那里的寿命,而是3000小时的飞行寿命,何况,现代战斗机的寿命早就在5000小时以上了,3000小时才算什么啊,服役几十年毫无问题。
战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
战斗机的全寿命不止3000小时,延长寿命需要靠大修维护
3000小时差不多是俄系战斗机的使用寿命,西方国家战斗机寿命要远远超过这个数字,达到5000-8000小时左右,而且经过结构延寿大修之后,可以达到12000-15000小时。2012年首架F-15E战机在阿富汗完成一万小时飞行,侧面喷涂一万小时飞机纪念图案,到2017年底,美军F-15E机群已经平均飞行时间达到8700小时。
前苏联/俄罗斯之前的武器哲学里面,战斗机不过是易耗品,没必要造的那么耐用。二战时欧洲战场平均一架战斗机战斗寿命只有16小时,西线大轰炸一架轰炸机的使用寿命也不过68个小时。所以前苏联/俄罗斯设计飞机时,将使用寿命定的很低,这样材料用差点,生产工艺可以弄差点,制造成本可以低点。并且飞机结构重量可以节省不少,增强飞机性能。苏-27S设计使用寿命是2500小时,为此减重到16.3吨,结构弱化到加满燃油时会影响结构强度。
但是西方国家对于这方面要求一向较高,一方面更重视质量和性能,跟毛子的“灰色牲口“式拼法理念不一样。另一方面战机采购费用越来越贵,要从成本上考虑。也正是这方面原因,现在俄罗斯也抛弃,或者说无力进行苏联时期的隔十年左右就更新代战斗机做法。提高飞机的使用寿命,例如苏-27S型战斗机最初设计使用寿命是2500小时,现在推出的苏-35S使用寿命增加到5000小时,并且拥有大修延寿后增加5000小时寿命的能力,达到西方标准。实际上苏-35结构能够强化到西方标准,跟毛子引进意大利和德国的先进机床也有相当大关系。
至于结构延寿,那是相当麻烦的工作内容。他先将一架战机拆成零件。然后将每一个结构构件送到大型X光机前进行X光照相法探伤,分析内部有没有裂纹或者暗伤。根据结果对于能够修补的使用金属修补法进行补强结构,难以修补的由工厂重新生产相应构件进行替换。修补好只后再把飞机重新拼装起来,就可以再使用一段时间。毛子的飞机大修厂正在翻修米格-29,每一个隔舱都要检查过去
一架战斗机进行这种翻修耗时相当长,一般需要半年左右。因为要把飞机全部拆一边再重新组装,所以结构大修一般与现代化升级同时进行,装回去的时候升级相关子系统就方便多了。美国现在推出的F-16V其实就是这一系列服务,大修维护的同时进行现代化升级,台湾购买了142架升级套餐,总共花53亿美元,平均每架要花3706万美元。台湾的F-16V,该机型本身就是针对90年代购买F-16的用户翻修升级而推行。
这种翻修延寿后的战斗机实际上还是存在相当的安全隐患,特别是超限机动就很危险。例如F-16最大使用过载是9G,但可以允许进行十几秒的最高12G过载的超限运动。而翻修延寿后,这方面就不允许。还有F-15,之前飞行员可以手动关闭飞控过载限制器,进行超7.33G限制的机动动作,翻修后就不允许,除非战时条件。延寿虽然进行了一定程度的补强,但是金属疲劳效应谁也没办法克服。美军2007年一架F-15C进行低空4.5G盘旋时发生机头整体断裂事故,后查明是纵梁金属疲劳导致。
同样还有乌克兰的苏-27,去年半年不到时间已经发生两次空中解体事故。乌克兰手中苏-27数量不到30架,如此高事故率实际上是翻修没修好导致。苏联解体后乌克兰经济困难,手中苏-27保养状况十分糟糕,实际上2009年之后就没有公开活动记录了,基本处于半报废状态,甚至苏联留给他色能够大修苏-27的第112航空修理厂设备也卖给我们。直到克里米亚危机爆发后,才匆忙把苏-27拉出来翻修。不过是放在利沃夫的米格-29维修厂进行翻修,使用零部件是靠拆其他备用机获得,这种翻修方式自然问题和隐患非常大。
战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
先来好好说一下3000小时的使用寿命究竟指的是什么。这里所谓的3000小时,指的是飞机工作,或者说飞行的时间。在战斗机起飞前,地勤人员就会开始记录起飞时间,战斗机结束该次任务将飞机飞回来之后,地勤人员又会再次记录时间,同时结算本次飞行时间,并记录在册。也就是说,只有飞机起飞了的时间,才被计入飞行寿命中,当飞机停在机库里,进行保养等各种在地面活动的时间,并不计入飞行寿命。飞行寿命虽然只有3000小时,但它并没有时时刻刻在飞,所以服役几个几年十几年甚至二十年都有可能。飞行寿命的数据是飞机研制方的工程技术人员根据测试数据,材料性能等指标估算出来的。而且,为了保证飞行安全,避免超出飞行寿命的危险飞行,战斗机的研制方都会尽量压低飞机飞行寿命的数据。
而飞行寿命的数据是仅供参考的,战斗机真正的飞行寿命是在天上飞出来的。一般情况下,一架飞行寿命标明为3000小时的战斗机从交付到退役,走完一生需要20年左右,正常情况下真正的飞行时间都会超过标明的飞行寿命。上个世纪80年代末,我国空军急缺先进的新型战斗机,于是由林虎将军主持“906”工程前往前苏联引进新型战斗机。1992年,我国第一款三代机,苏-27战斗机第一批从俄罗斯(当时前苏联已经解体)飞往我国服役于空军航空兵某团。如果从1992年算起,这批苏-27战斗机已经服役接近27年。当时俄罗斯苏霍伊方面给出的苏-27战斗机飞行寿命是2000小时,这么算来就算是每年只飞100小时,这批苏-27也应该退出现役去博物馆养老了。但是这批苏-27退役了吗?并没有。今年早些时候,相关官方媒体曾经报道过当年我们进口的第一批20架苏-27SK和6架苏-27UB战斗机的现状。根据官媒当时的报道,当年的这一批苏-27已经退出一线部队,转入二线部队服役。这批苏-27的实际飞行时间早已经超过苏霍伊给出的2000小时,目前虽然不再执行高强度的对抗驱离任务,但是依然可以执行普通的飞行和巡逻任务,依然可以正常飞行!为什么超出飞行寿命依然可以继续服役呢?原因在于,大修翻新。战斗力在进行大规模修理,翻新之后,飞行寿命可以大幅增加。战斗机在众多武器中,是研制成本和使用最高的武器之一,同时也是最容易损失的武器装备之一,所以各国都在不遗余力的提升战斗机性能,延长战斗机使用寿命,以降低使用成本,提升战斗机生存能力和战斗力。所以各国都有专门的厂家服务于军队或者航空制造企业,当战斗机服役达到一定时间之后,就将战斗机送进车间进行大规模体检,翻新和升级工作。这么一来,出厂的战斗机又生龙活虎,飞行寿命得到延长。总得来说,战斗机的飞行寿命和服役时间是两个概念,战斗机只有在飞行的时候才会消耗飞行寿命,平时呆在机库并不全在飞行寿命之内。而且,如果进行保养和大修翻新的话,战斗机的飞行寿命还可以得到延长。3000小时基本上是战斗机飞行寿命的最低值了,在经过大修翻新之后,战斗机的飞行寿命可以延长到6000小时以上。按照每年飞行300小时算的话,可以服役20年。而且6000小时也并不是什么出色的数据,美国人的战斗机飞行寿命可以超过10000小时,服役20年就是基本操作。
战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
战斗机每年通常只有200个小时左右的时间处于空中飞行状态,即使只有3000小时的寿命,也可服役15年,况且它的寿命还可以通过结构加强获得大幅延长。
战斗机每年只需飞行约200个小时
过去,苏联/俄罗斯大部分战斗机的寿命基本处于3000小时的水平线上,原版苏-27由于设计上受二战消耗品思想的制约,机体强度本来就不高。它特有的中央升力体布局又限制了大梁的尺寸,进一步放大了这个缺点。偏偏苏27的AL31F发动机推重比还不到7,为了能在机动性方面与对手F15相抗衡,不得不大幅度减重,直接影响了结构强度。再加上早期苏27制造工艺落后,比较粗糙,内部设备容易受到环境的侵蚀。这一系列不利因素相叠加,导致SU-27的机体寿命只有2500小时,强化挂载能力的SU-30MKK也才3000小时。因此,我国1992年进口的首批苏-27在2010年之前就已经全部退役。但随着思想的转变和制造工艺的进步,俄罗斯近些年生产的苏35已经达到了4000小时的寿命。
苏27的中央升力体布局放大了其机身强度低的缺点
而欧美战机在设计中较好的贯彻了“性价比”和“全寿命成本”的思想,其寿命普遍达到了5000到6000小时,美国有不少F-15C/D战机的寿命超过了8000小时,连F-16C/D也有6000小时以上。欧美战机的设计和制造走的是精品路线,强调耐用性,且工艺也比较精湛,密封性较好,战机内部的器件不容易受外部环境的侵蚀。加上欧美航空发动机的推力尤其是推重较大,能够消化掉飞机因结构强化多出来的空重,它们延寿之后一般都能达到上万小时的寿命。
日本F15战斗机已服役近40年
我国战机的寿命以前也不长,早期J-7/8开始只有1700-1800小时的寿命,组装的歼-11A寿命也不高,但比起原装进口的苏27,它毕竟是我们自己一个零件一个零件装配起来的,且很多材料和部件都是国产的,比较了解。因此,歼11A都进行了中期延寿和大修,根据央视的报道,这些飞机的机体寿命平均延长了2000小时,这就等于又获得了一架新飞机,意义非常重大。
而在新世纪研制生产的歼-11B,寿命的提升幅度就更大了,一举超过了4000小时。到了最新的歼-16战机,机体寿命已有6000小时以上。教练10的寿命更是达到了10000小时。
歼16的机体表面处理工艺已经达到了相当高的水平
在世界局势整体动荡,小战不断大战罕见的情况下,鲜有战机损耗于战争,它们除了极少数因事故毁损以外,绝大部分会在训练和巡逻中寿终正寝。如果一种战机拥有更高的使用寿命,无疑将拥有更低的单位时间成本。下一代战斗机的造价越来越高,只能通过增加寿命来分摊成本,另外延寿也是升级战斗机各个子系统的绝佳机会。F35延寿之后的理论寿命高达20000小时以上,得益于钛合金结构件和机身蒙皮的大型化和整体化,歼20也应处于同一水平。
战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
战斗机飞行安全寿命临界线是为安全飞行的最大寿命,当然可以飞,不过超过这一使用寿命,战斗机不可控的硬件故障将变得更多,甚至飞行中解体等。所以一般情况下任何国家的战斗机到了使用寿命都会尽可能退役。
战斗机的硬件可更换的有很多,发动机、雷达、武器挂载等。唯独机体不能单独区域更换重复使用,这里讲的战斗机使用寿命就是指飞机的可用机体强度寿命。一旦机体老化就不能为战斗机使用设计下的发动机,和飞行时作出各种机动动作,就像磨损严重的桌椅等到了极限也会塌。
战斗机设计使用说的材料是非常可靠的,飞行员也是优秀的,一般来说战斗机要到使用寿命临界要极长的时间,十年到二十年不等。如果飞行强度高自然寿命到来的时间要快一点,就看起来不经用。但是必须退役,否则会引起一系列的问题。日本的F-15j和F-4等战斗机超过了使用寿命也会掉零件,和坠机增加。
此外这个3000小时指的是我们,美国的战斗机使用寿命是我们的两倍以上,看起来日本等国服役的战斗机更老,但是却不一定丧失战斗能力就是如此。巴基斯坦等使用的二手F-16等同样服役了多年。
我国的战斗机服役超过十年要做的首先战斗机发动机要经过无数的更换,雷达和主机也会更换更新,强化机体结构只能是在同一种战斗机的子型号来强化,一旦制造成型就不能随便拆动机体结构了。包括起落架不能更换位置,也不能更换体积更大的发动机(功率更大),更不能将战斗机的机翼打薄等。
减少巡航训练周期和时间,在十年内保证没有达到3000小时的机体寿命。当然不摔是必须。如果把子型号算在其内,新制造的比如歼-11A/B/D/E/F等可能的战斗机会使用新的制造技术和材料也能提高个体使用寿命,从而整体上维持大规模常备战斗机。
最后提醒战斗机的使用寿命到了不一定会淘汰但是可靠性是会变低的,通常为了减少飞行员伤亡都会退役。
战斗机的飞行全寿命为3000小时,那它都是怎么服役数十年的?
战斗机上损耗最严重、最需要维护保养的部位就是航空发动机,而今天航发的寿命都不止3000个小时,比如F22上面使用的F-119发动机,设计全使用寿命就超过了8000小时(有种说法是在8000~12000小时左右),所以,不知道题主“战斗机飞行全寿命为3000小时”这个数据是怎么来的(指的是俄制飞机么)?其实对于军用战斗机来说,设计使用寿命一般在7000~8000小时左右(俄制飞机的寿命要短),但这仅仅是理论上的设计寿命,给战斗机延寿太常见了,因为在战斗机的设计之初,其主要结构部件是考虑到了“安全冗余”的,安全冗余可以是设计寿命的2~3倍,所以,经历了延寿的战斗机飞行上万小时应该是没有问题的!
▲F-15E-47-MC
比如在2012年1月13 日,一架编号为89-0487的F-15E-47-MC战斗机,就成为了世界上第一架飞行时间超过10000小时的F-15,直至今天,这架飞机也仍然在美国空军服役。其实战斗机飞几十年是很正常的事情,首先,和平时期的战斗机并不是一年到头每天都需要飞,这种精密武器维护保养的时间就占据了很大一部分;其次,每次飞行时也是有时间限制的,不会飞上一整天,毕竟能携带的燃油就只有这么多,在不进行空中加油、不携带副油箱的情况下,平时训练一架战斗机飞几个小时也就差不多了,至于战争时期,根本就不用考虑飞机的飞行寿命,因为搞不好一架新飞机几个小时后就被打下来了!
然后,再来大概估算一下一架战斗机每年的飞行时间是多少,大家都知道,为了保证飞行员能够熟练驾驶战机,他们是定期需要进行飞行训练的,每个国家飞行员的飞行时间都是不同的,美国空军目前的标准是飞行员平均每个月飞行17.8小时,一年的飞行时间约为213.6小时,当然,这是美国空军的,也有国家的飞行员一年的飞行时间只有150小时,甚至更少,这里肯定不能把飞行员的飞行训练时间直接当成是飞机的飞行时间,同样是不同的国家的空军之间情况不同,像财大气粗的美国空军也许可以做到“一架战机可固定由一个飞行员开”,但是对于其他国家的空军来说,可能一架战机搭配的是2~3个飞行员,所以,这样一来,战机一年里的飞行时间也许会稍微长一点!
因此,一架战机每年的平均飞行时间应该只有几百个小时(根据出勤情况会有所不同),还是以前面提到的那架编号为89-0487的F15为例,这家战机是在1990年11月13日入役美国空军的,到了2012年1月13日刚好飞行了10000小时,也就是说在大概22年的时间里就飞行了10000小时,算下来平均每年飞行454.5小时,这个飞行时间已经算是比较极端的了,对于大部分战机来讲,一年的实际飞行时间可能也就两三百个小时吧,因此,我们平时说的飞机飞行寿命其实指的是发动机寿命,并不是战斗机机体的全使用寿命,航发的使用寿命只有几千小时很正常,寿命到了给战机换个发动机就行了!
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