F-35B戰(zhàn)斗機(jī)的氣候試驗(yàn)

自1947年以來，美國研制的每一架新型軍用飛機(jī)都要在佛羅里達(dá)州埃格林空軍基地的麥金利氣候?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行試驗(yàn),包括F-16戰(zhàn)斗機(jī),F-117、F-22和F-35隱身戰(zhàn)斗機(jī),B-1、B-2轟炸機(jī)和C-5M大型運(yùn)輸機(jī)等。氣候試驗(yàn)是美國軍機(jī)形成初始作戰(zhàn)能力（IOC）必須通過的一道關(guān)卡。美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的F-35B在2015年形成IOC時(shí)，就在這里通過了嚴(yán)格的氣候試驗(yàn)。

試驗(yàn)環(huán)境與試驗(yàn)設(shè)施

麥金利氣候?qū)嶒?yàn)室是美國空軍研制試驗(yàn)中心（AFDTC）第96試驗(yàn)聯(lián)隊(duì)的一個(gè)大型氣候?qū)嶒?yàn)室,也是目前世界上最大的氣候?qū)嶒?yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室占地面積近30km2，工作區(qū)面積為5100m2,包括兩個(gè)主實(shí)驗(yàn)艙和8個(gè)不同功能的實(shí)驗(yàn)艙，可以對全球30多種氣候環(huán)境、氣象條件進(jìn)行研究和模擬。主實(shí)驗(yàn)艙寬77m、進(jìn)深61m、高21m。淋雨實(shí)驗(yàn)艙的暴雨量可達(dá)380mm/h，并能下雪和結(jié)冰。

在一系列的氣候試驗(yàn)中，飛機(jī)會(huì)經(jīng)受各種極端的天氣狀態(tài)，從49℃的熱試驗(yàn)到-40℃的冷試驗(yàn)，以及各種結(jié)冰狀態(tài)（凍雨和冰云）。每一次氣候試驗(yàn)與F-35的飛行一樣，駕駛員和地勤人員會(huì)圍繞飛機(jī)進(jìn)行檢查，接著駕駛員爬上梯子進(jìn)入座艙，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并在每一種天氣狀況下運(yùn)行飛機(jī)上的各種系統(tǒng)。

為了容納F-35發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)噴管和升力系統(tǒng)，還特別設(shè)計(jì)了一個(gè)高5.2m與通風(fēng)導(dǎo)管系統(tǒng)交接的“約束和支持”裝置。該裝置能保證F-35的安全，并允許常規(guī)起降的F-35A和短距起飛/垂直降落的F-35B飛機(jī)在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)大功率運(yùn)行。

在實(shí)驗(yàn)室里，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)封閉的環(huán)境下運(yùn)行，在機(jī)庫內(nèi)必須能夠引入空氣并且排出廢氣，而且為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，引入空氣的溫度必須與實(shí)驗(yàn)艙的溫度相同。

實(shí)驗(yàn)室里的大量空氣是從實(shí)驗(yàn)室外巨型的儲(chǔ)存容器引入的，而且吸入實(shí)驗(yàn)艙的空氣量與排出的空氣量應(yīng)該相等。當(dāng)容器的空氣完全排空時(shí)，需要花費(fèi)24h來向儲(chǔ)氣罐加注調(diào)節(jié)過的空氣，特別是在極端氣象條件下需要的極熱或極冷的空氣。

試驗(yàn)內(nèi)容與試驗(yàn)過程

2014年9月,來自美國馬里蘭州帕塔森特河綜合試驗(yàn)部隊(duì)的1架F-35B戰(zhàn)斗機(jī)在麥金利氣候?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行了為期6個(gè)月的嚴(yán)格氣候試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，評估了F-35B飛機(jī)在極端的風(fēng)、太陽輻射、霧、潮濕、雨水浸泡、凍雨、冰云、結(jié)冰、渦旋結(jié)冰和下雪等環(huán)境下的性能。2015年3月，F(xiàn)-35B完成了一系列的氣候試驗(yàn)，飛機(jī)恢復(fù)到飛行狀態(tài)，重新加入到馬里蘭州帕森特河海軍航空站F-35試驗(yàn)機(jī)隊(duì)。

冷試驗(yàn)

進(jìn)行冷試驗(yàn)是F-35B形成初始作戰(zhàn)能力的一個(gè)關(guān)鍵步驟，因?yàn)楫?dāng)F-35B在加拿大和挪威使用時(shí)將會(huì)經(jīng)受這種環(huán)境。利用麥金利氣候?qū)嶒?yàn)室的致冷系統(tǒng)把超冷空氣引入實(shí)驗(yàn)艙，使其溫度下降到-40℃。在這種寒冷的溫度下，飛機(jī)內(nèi)的液體開始收縮而且機(jī)構(gòu)反應(yīng)變慢，測試工程師對飛機(jī)上的各種系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行了測試。

圖1 F-35B進(jìn)行冷試驗(yàn)的情況。

圖1給出F-35B在麥金利氣候?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行冷試驗(yàn)的情況。在F-35B的前方有一個(gè)冰云試驗(yàn)校準(zhǔn)裝置。該裝置用來測量承受冷凍氣流襲擊的F-35B是如何結(jié)冰和在哪些部位結(jié)冰。

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