飛機的美總能吸引人們的目光,不過也有那么一些飛機,不但外形不夠亮眼,而且“皮膚”還不好。比如說B-52H轟炸機,這種被美軍官兵戲稱為“Buff”(Big、ugly、fat、fellow的縮寫)的大塊頭,看起來又大又胖也就算了,連蒙皮都起了“橘皮”。什么,美國軍用飛機不是一貫非常注重加工工藝的嗎?這一身的褶皺是怎么回事?難道說B-52H也老到了機身材料都老化松弛、稍微受力就變形的程度了嗎?
圖注:B-52H戰略轟炸機
有人說了,美國空軍的飛機到處飛,而且B-52H都飛了近六十年了,機體材料就算進行過翻新也早已老化不堪,蒙皮起點“褶子”沒什么奇怪的。然而實際上,蒙皮褶皺這種問題,美國海軍的艦載機也不能幸免。比如下面這個E-2C預警機的機腹部分,這一堆“褶子”偏巧不巧正好起在了靠近主起落架的蒙皮上。
圖注:E-2C預警機
那么,蒙皮褶皺是轟炸機和預警機這些低速飛機的專利嗎?答案并不是。作為當代航空力量基礎的戰斗機,也逃不了“一臉褶子”的命。甚至連第五代戰斗機都不能幸免。作為美國空軍ATF項目兩大競標機型之一的YF-23,蒙皮上就沒少出現褶皺。按說,對于一種突出雷達隱身能力的戰斗機,蒙皮褶皺這種顯然會破壞隱身性的問題,實在是不應該出現。呃,難道這就是YF-23在競標中遭到淘汰的原因?由此來看,蒙皮褶皺問題確實不是在某一種或幾種機型上的特定問題,也不是“偏好”某一種類的飛機,而是在任何種類的飛機上都可能出現。事實上,只要是具有一定飛行時數的飛機,幾乎都會不可避免地產生蒙皮褶皺。造成蒙皮褶皺的原因多種多樣,其中一個主要原因是由于機翼和尾翼具有結構重量,而這種結構重量又會承載在機身上,因此機身蒙皮要承載壓應力和剪應力。觀察機身蒙皮的外形不難發現褶皺通常在一塊蒙皮內沿對角線產生,這是因為機身蒙皮設計使得這兩種應力的結果變成蒙皮上的對角應力。這樣會造成蒙皮從隔框的一角到對面的一角出現淺的褶皺。在這種情況下所有的結構單元分擔了所有的載荷。這也是結構設計中非常重要的。
圖注:YF-23戰斗機
通常來講,根據對機身蒙皮的靜載荷受力分析,蒙皮即便出現一定程度的褶皺在結構上也仍然是可靠的,因此即便出現褶皺也不會出現因結構上的不可靠造成飛行危險性上升、乃至導致飛行事故的情況。蒙皮褶皺通常是臨時產生的,同時也不會越過蒙皮下方的機體受力結構的隔框構成的界線,在飛機起飛增壓后會消失,因此蒙皮褶皺通常不會產生安全問題,更不意味著機體材料加工不過關。
圖注:F-22戰斗機
不過,也不是所有的蒙皮褶皺都不會產生危險。如果蒙皮褶皺出現了下列的狀況,可就不能掉以輕心了:在蒙皮出現較為明顯的折痕;蒙皮褶皺穿越機體受力結構框架的邊界(即一道褶皺穿越了相鄰的兩塊或多塊蒙皮);蒙皮的緊固件(固定螺栓或鉚釘)松脫、損壞或丟失;蒙皮上產生裂紋;蒙皮緊固件孔變形、拉長。上述情況意味著蒙皮非常有可能在飛行中脫落或斷裂、對飛行安全產生威脅,此時蒙皮必須進行更換。
圖注:A-3B攻擊機
而如果蒙皮褶皺穿越了機身受力結構框架構成的界線、或在飛機增壓后仍然存在,此時的蒙皮褶皺會被認定為對機體結構產生影響的永久褶皺。產生永久褶皺被的原因包括飛行時超越機體可承受過載、著陸時速度過大或超重導致“硬著陸”、飛機遭受惡劣氣象條件或其他物體撞擊等外力導致。出現永久褶皺時飛機受損的結構往往不局限在蒙皮上,該蒙皮所覆蓋的機體受力結構部分通常也會出現損傷,因此此時需要對機體結構進行探傷檢查來判斷是否損受力結構受損的程度。
由于蒙皮褶皺幾乎是不可避免的,因此對于地勤人員來說,判斷蒙皮褶皺是否處在安全區間內就成為了很重要的工作。蒙皮褶皺的狀況安全與否自然不能僅憑機務人員的經驗進行判斷,而是有著嚴格的技術標準。目前的飛機機型在試飛完畢后會由生產廠家根據實際表現對機身蒙皮褶皺的情況進行參數規范,包括褶皺所允許的高度、尺寸、角度等數據都會被會予以詳細說明。


