人靠衣裝,飛機(jī)想"俏"則要靠涂裝。飛機(jī)涂裝也叫作噴涂,包括表面處理、用油漆大面積地對飛機(jī)表面進(jìn)行覆蓋等工序,通過設(shè)計(jì)合理的涂層系統(tǒng),為飛機(jī)抵擋來自外界環(huán)境的各種威脅。
飛機(jī)涂裝只是為了好看嗎?其實(shí)不然,美貌只是它的一部分,飛機(jī)涂裝作為飛機(jī)的防護(hù)外衣,主要作用是保護(hù)機(jī)身安全,保障飛機(jī)結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期服役年限,因此,飛機(jī)涂裝更多需要考慮防冰、隔熱、耐腐蝕、耐磨、隱身等諸多問題。
涂裝可以追溯到飛機(jī)發(fā)展的初期階段,人們選用密度較小的木質(zhì)材料制造飛機(jī),使其"身輕如燕".但這些飛機(jī)在使用過程中,灰塵、水分和蛀蟲均會影響飛機(jī)的使用壽命。設(shè)計(jì)師為解決這一問題,便在木質(zhì)飛機(jī)表面涂抹了油漆,這成為飛機(jī)初的涂裝。涂裝工藝發(fā)展到現(xiàn)在,工程師依舊葆有保障飛機(jī)及旅客安全的初心。涂裝包括飛機(jī)外表面和內(nèi)表面的噴涂。內(nèi)表面的噴涂主要起到防污防腐蝕的作用,以加強(qiáng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和可靠性;外表面涂裝可起到美觀、提高旅客乘機(jī)體驗(yàn)、保證高可視性、反射日光輻射等作用。當(dāng)飛機(jī)被正確、恰當(dāng)?shù)貒娡恐螅淝鍧嵑途S護(hù)工作也會變得更加容易。
然而,涂裝并不是對飛機(jī)整體進(jìn)行無一遺漏的噴涂。例如,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的前端使用了鈦合金材料以增強(qiáng)其抗腐蝕性,無須進(jìn)行噴涂;機(jī)翼及機(jī)翼上方的不可動(dòng)件對氣動(dòng)要求非常高,是保證飛機(jī)高空飛行安全穩(wěn)定性的重要組件,廠商在飛機(jī)出廠前已經(jīng)對其表面進(jìn)行了特殊處理,這些部分不允許進(jìn)行大面積涂裝。
飛機(jī)涂裝還要考慮經(jīng)濟(jì)性、熱量吸收、后期維護(hù)等因素。飛機(jī)巡航時(shí)會飛到云層之上,那里太陽光直射,輻射也非常強(qiáng),任何顏色的涂裝都會使飛機(jī)比白色機(jī)身時(shí)吸收更多熱量,更高的機(jī)身溫度可能帶來安全隱患。在日常維護(hù)中,其他顏色往往會造成視覺干擾,而白色則"凸顯"了機(jī)身上的裂痕、凹槽及油液泄漏等問題,方便檢修人員快速發(fā)現(xiàn)問題。此外,飛機(jī)全身涂裝的經(jīng)濟(jì)性相對較低,以一架波音747飛機(jī)為例,噴涂一次大概需要250~300公斤的涂料,耗時(shí)7天以上,噴涂成本至少為15萬美元;如果要進(jìn)行大面積彩色噴涂,還要在白色基底上多涂一層,這些重量都增加了飛機(jī)的燃油成本;后期噴繪維護(hù)期間,飛機(jī)停場費(fèi)及客票損失都不是一筆小數(shù)目。因此,大部分民航飛機(jī)仍以白色為主色調(diào)。
飛機(jī)涂裝時(shí)要考慮什么?
1.
保護(hù)飛機(jī)
飛機(jī)涂裝首要的功能就是保護(hù)飛機(jī)在不同環(huán)境下的安全。如飛機(jī)在濕熱帶、沿海地區(qū)飛行,就要求飛機(jī)涂裝能夠經(jīng)受住高溫、濕熱、鹽霧的侵蝕,因此要求飛機(jī)涂裝具有耐腐蝕的功能。而飛機(jī)穿越雨區(qū)的時(shí)候,由于雨水的沖刷,飛機(jī)機(jī)翼位置容易出現(xiàn)磨損和剝落,因此要求飛機(jī)涂裝具有防雨耐磨的功能。在強(qiáng)烈日光照射下,由于日光的強(qiáng)烈輻射會對電子設(shè)備產(chǎn)生威脅,過高的溫度也不利于設(shè)備的穩(wěn)定工作,因此需要降低太陽輻射對飛機(jī)的傷害,要求飛機(jī)涂裝具有防輻射的功能。如遇大雪天氣,飛機(jī)機(jī)身結(jié)冰,容易造成意外事故,因此飛機(jī)涂裝好能使結(jié)冰從飛機(jī)表面脫落,防止冰霜形成,要求飛機(jī)涂裝具有防冰的功能。此外在飛機(jī)的起飛和降落過程中,機(jī)翼、旋翼、螺旋槳等迎風(fēng)部位會遭受空氣中雜質(zhì)的撞擊,容易受到磨損和腐蝕,因此要求這些部位的涂裝具有耐磨防腐的功能。
2.
增強(qiáng)性能
為改善飛機(jī)空氣動(dòng)力性能,飛機(jī)涂裝材料應(yīng)使飛機(jī)外表面光滑平整,以降低空氣阻力。機(jī)載雷達(dá)的雷達(dá)天線罩需要良好的透波性能,以盡量減少雷達(dá)波的損耗,因此要求該部位的涂裝材料具有良好的透波性能。
3.
對于軍機(jī)
隱身示假隱身和示假可以有效地提高軍用飛機(jī)在戰(zhàn)場上的生存力。軍機(jī)采用迷彩涂裝可以打破飛機(jī)輪廓線,模糊飛機(jī)與背景環(huán)境,增加敵方辨識難度,在激烈的空戰(zhàn)或空襲任務(wù)中占得先機(jī)。迷彩常以灰色、藍(lán)色為主進(jìn)行雙色或多色混搭,并通過在亮光處涂裝暗色,在陰影處涂裝亮色的方式減少整機(jī)色差。
4.
區(qū)別機(jī)種現(xiàn)代空軍的任務(wù)日益多元化、復(fù)雜化,執(zhí)行不同任務(wù)的軍機(jī)對涂裝有不同的需求。對于擅長近距格斗的空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī),如米格-29和F-16,常采用不同深度灰色進(jìn)行搭配的涂裝設(shè)計(jì)。對于在高空截?fù)糇鲬?zhàn)的高空高速截?fù)魴C(jī),如F-15和蘇-27,由于高空背景色較灰暗而陽光在機(jī)身的反射散射非常強(qiáng),常采用暗灰色的涂裝設(shè)計(jì)。對于擔(dān)負(fù)低空對地搜索攻擊任務(wù)的強(qiáng)擊機(jī)、攻擊機(jī),如A-10、強(qiáng)5飛機(jī),常采用與地表環(huán)境相近的深綠、土黃、土灰等顏色進(jìn)行涂裝設(shè)計(jì)。對于高空高速偵察機(jī)及其他主要在夜間執(zhí)行任務(wù)的轟炸機(jī),如SR-71、B-2,常采用具有吸收雷達(dá)波能力的黑色吸波材料進(jìn)行涂裝設(shè)計(jì)。對于執(zhí)行投放核彈任務(wù)及進(jìn)行核爆試驗(yàn)觀測任務(wù)的飛機(jī),為減少飛行員所受輻射量,需要增強(qiáng)反射,常采用銀色進(jìn)行涂裝設(shè)計(jì)。
5.
國家特色在各國進(jìn)行飛行表演時(shí),飛機(jī)涂裝設(shè)計(jì)常常將國旗圖案和原色作為重要的參考要素,如法國飛行表演隊(duì)采用紅、白、藍(lán)三色涂裝;意大利飛行表演隊(duì)采用紅、白、綠三色涂裝;美國"雷鳥"飛行表演隊(duì)和俄羅斯"雨燕"飛行表演隊(duì)則在國旗基色上繪制了圖案作為標(biāo)志性涂裝。這類涂裝設(shè)計(jì)美觀、醒目,具有鮮明的國家特色。
6.
弘揚(yáng)軍威二戰(zhàn)時(shí)期,許多國家常常會在飛機(jī)上噴涂飛行員姓名及擊落敵機(jī)的數(shù)量等特殊標(biāo)記和圖案以震懾?cái)撤健⒑霌P(yáng)軍威、鼓勵(lì)士氣。戰(zhàn)場著名的"飛虎"隊(duì)曾在P-40上繪制了著名的虎鯊?fù)垦b。這類涂裝英氣昂揚(yáng),既鼓勵(lì)了本國軍民的戰(zhàn)斗意志,又打擊了敵對勢力的囂張氣焰,因此,也成為了軍機(jī)涂裝的傳統(tǒng)之一。涂裝設(shè)計(jì)是飛機(jī)生存力、戰(zhàn)斗力的重要保障之一。隨著飛機(jī)能力要求的復(fù)雜化、深度化發(fā)展,涂裝設(shè)計(jì)也需要與時(shí)俱進(jìn),及時(shí)響應(yīng)多層次、隱身化等更高的要求。未來,隨著復(fù)合材料、3D打印技術(shù)的升級應(yīng)用,飛機(jī)噴涂技術(shù)也不斷迭代更新。據(jù)了解,未來涂料的發(fā)展將圍繞生產(chǎn)率、減重、環(huán)境改善和客戶體驗(yàn)四個(gè)領(lǐng)域展開。在機(jī)場,旅客或許可以享受一場飛機(jī)時(shí)裝秀。
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