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F-35为调试初始作战能力进行冷处理

F-35为调试初始作战能力进行冷处理

位于弗洛里达州埃格林空军基地的第96试验飞行中队的麦金利气候实验室,从1947年开始成为一个重要的低温天气测试机构,至今已为各种飞机进行过相关测试。从B-29超级空中堡垒与P-51野马到洛克希德F-117、波音787以及空中客车A350 XWB,参与过测试的机型不胜枚举。

最近,来自马里兰州巴塔神河综合测试连队的一架洛克希德马丁F-35B在该实验室接受了严格的天气测试,以在其进行初始作战能力调试(IOC)的过程中,确保在各种气候条件下,性能水平得到万无一失的发挥。F-35B于2014年9月到达麦金利实验室,在接下来的6个月中,它将接受风、太阳辐射、雾、湿气、雨水浸入/倒灌、雨夹冰、冰冻云、结冰、涡流结冰与降雪等多种天气条件下的性能测试。

由于目前F-35项目涉及到13个国家,因此其将要飞行的所有国家的代表性天气都必须经过测试,其中包括澳大利亚南部的炎炎烈日,以及加拿大与挪威上空北极圈的刺骨严寒。

F-35将承受-40°到+120°F的测试温度范围,“以及该温度中的任何可能出现的天气情况,”在F-35上进行极冷测试操作的测试飞行员Billie Flynn表示。“它已经在100°F以上的高温和零下低温中飞行过了。在测试的最初几天,它将飞越冰冻天气和包括倾盆大雨和飓风在内的其他恶劣天气。我们每天都会多了解一些飞机的情况。”(点击此处观看Flynn谈论F-35天气测试项目的完整视频)

而实验舱可以进行“几乎所有天气条件的模拟,无论在普通还是垂直起飞模式下,飞机马力全开时可能遇到的所有天气条件,”麦金利天气实验室的技术人员Dwayne Bell表示。

由于F-35今年就要在美国海军陆战队开始IOC服役了,因此STOVL(短距起飞/垂直降落)测试将比之前的飞机在程序上多一些变化。埃格林空军基地报告称,F-35B的升力风扇系统需要设计一个用于“限制与支持”的结构,高度为12英尺,并与通风管系统结合在一起。这一装置使飞机实验室建筑内部也能用大马力运行,不论是使用普通模式还是STOVL模式。

为了给喷气口通风,以使舱内温度保持稳定,必须不断地泵送调节过的空气,以确保飞机内的压力永远高于发动机周围管道内的压力,并高于飞机其他开口处的压力。这一压差可确保喷射排气会通过管道流出舱外,从而使整个飞机维持在恒定的温度水平。

在数日的高温天气测试后,发动机的测试温度稳步上升至最高测试温度——120°F。实验舱内温度维持在预设温度上,同时飞机上方的太阳灯为飞机表面照上了强烈的日光。之所以这么做,是因为空气温度是不会在一天内保持不动的,它会随着太阳的升起温度升高,并在下午晚些时候达到最高点。而在实验舱内,工程师们创造了一天24小时的温度波动模拟条件。

在短短数日内,实验舱的环境就从亚利桑那州的酷暑转成了北极圈的严寒。麦金利实验室的制冷系统将室外空气冷却至极低温度,并将其推入舱内。当飞机结束测试时舱内温度已累积降至-40°F。在如此低的温度下,飞机系统中的液体开始变稠,各种机械的运行也开始变缓,这些都是测试工程师密切监控的重点。

在此之后,F-35需要迎战冰雪的猛烈攻击。在冰冻天气中,当一架飞机以高速穿越云层时,飞机外侧将迅速聚集起大型冰块。厚重冰块可能发生断裂并伤害飞机,进入发动机,或造成外物侵入的损害。因此,结冰是天气测试中最危险的元素之一。

一个由三个巨型圆柱体组成的大型装置以金字塔形堆叠起来,并与地面呈平行放置于F-35测试机体的前方。圆柱体内部安装了9个导管风扇,它们将一股巨大气流,吹入前方的一个漏斗内。漏斗前端安装的一个喷杆,能够产生由各种直径的小水滴组成的“云”。

这些小水滴朝着飞机的方向喷去,并在接触的同时冻结起来。尽管实验室不能产生飞机实际经历的精确风速,但实验舱内的这一独特装置却能够产生高达120 mph的恒定风速,这是F-35坠落时承受的速度。

冰雪测试可衡量飞机冰凌防护系统的有效性,以及飞机在冬季天气中的运行能力。

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