功不可没

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  1月12日,洛马公司生产的第200架F-35战斗机飞离沃斯堡工厂,抵达卢克空军基地,标志着F-35计划在2017年初达到了一个新的里程碑。目前,美国国防部已经授予洛马公司价值72亿美元的第10批次生产合同,用于采购90架F-35系列战斗机。按照计划,洛马公司在全速率生产F-35战斗机时,将达到每个工作日下线一架飞机的速度。
  为了以前所未有的装配精度实现快速生产,洛马公司在历史悠久的沃思堡工厂采用了多种先进技术,从无缝集成的电子装配系统、增强现实的眼镜到专门喷涂隐身材料的机器人,在复杂程度上丝毫不亚于F-35战斗机本身。其中,自动化的吸波材料喷涂工艺在增强F-35战斗机的低可探测性方面功不可没。
  负责F-35战斗机飞行使用的高级项目经理罗伯特·华莱士表示F-35战斗机已经借鉴了B-2隐身轰炸机的低可探测性(LO)优点,但他不能说明具体细节。更值得注意的是,他还强调指出,采用了雷达吸波材料的蒙皮已经成为增强隐身能力的一个重要系统。
  就雷达截面积(RCS)而言,F-16“战隼”“看起来”像一个沙滩排球,F-117“夜鹰”显示为一个高尔夫球,而F-22“猛禽”显示为一粒豌豆。据介绍,洛马公司正在通过构型设计和生产工艺将F-35战斗机的RCS缩小到鹅卵石大小。
  与F-22战斗机相比,飞行员将会看到F-35战斗机具备更先进的LO特征,但是地勤维护人员可以看到耐久性方面的重大飞跃。每当隐身战斗机完成飞行任务返回基地时,维护人员必须在第一时间将隐身特征恢复到其最初的完好状态。对于以前的作战飞机而言,战斗机的蒙皮只是普通的结构和气动表面,但是,现在地勤人员必须意识到隐身战斗机的蒙皮是飞机上的另一个系统。所以,当地勤人员维护F-35战斗机的隐身涂层时,必须将其看作是隐身飞机上诸多系统中的一个系统。
  因此,F-35战斗机LO特征的秘密并不仅仅取决于的隐身蒙皮,而是与外形密切相关。在F-35战斗机上,机头的光滑表面开始让位于蛇形进气道,即在机身侧面、发动机进气口前凸起一个大的鼓包,可以作为第一道“防线”,阻止雷达波直接照射到内部的发动机。同时,洛马公司还将F135发动机埋置在机身后部,确保可以有效隐藏压气机叶片。
  虽然进气道形状在制造中机身时已经决定,但只有在一种称为“托尔”(Thor)的机器帮助下喷涂LO系统的吸波材料才能充分发挥作用。新型机器人得名于挪威的“雷神”,彻底改变了在“闪电II”喷涂隐身材料的工艺。过去,洛马公司通过一个多次重复的工艺不断地在进气口的鼓包表面覆盖吸波材料,包括喷涂、干燥和手工测量,然后再进行数次喷涂,需要花费数小时,才能确保F-35战斗机进气口的LO特性,而现在“托尔”机器人系统可以直接将涂层材料喷射到进气道表面。其余部分的吸波材料由其他3种自动喷涂设备来完成。
  “托尔”发明人里克·卢普克在一年多前推出了“托尔”机器人系统,而且还与美国政府和诺格公司共同开发了加工裝置和加工工艺,作为“蓝图”计划的一部分。该计划在“托尔”项目上投资了74.2万美元,估计机器人将在每架F-35战斗机上节省6000美元,在整个计划的生产周期内将节省2700万美元。
  “托尔”系统已经把进气道内LO涂覆吸波材料的时间缩短了一半。它使用3部相机来扫描F-35战斗机的3D图像,允许机器人确定飞行器表面需要喷射基底材料的位置。一旦喷射过程完成,系统自动关闭并等待1小时,等待基底材料形成凝胶状。然后,“托尔”将喷射工具加热到65.5摄氏度,再将吸波材料固化到飞机表面。
  接着,机器人再次扫描进气道,并比较初始扫描与最终扫描的数据,得出材料的厚度。同时,它将彩色图投影到飞机表面上,以显示相关区域是太厚还是太薄。其中,红色表示涂层过厚,蓝色表示涂层过薄,绿色表明了不符合要求的地方。目前,洛克希德正在研制一种全新的光学扫描仪,力求实现每90秒更新一次彩色图。
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