人靠衣装,飞机想“俏”则要靠涂装。飞机涂装也叫作喷涂,包括表面处理、用油漆大面积地对飞机表面进行覆盖等工序,通过设计合理的涂层系统,为飞机抵挡来自外界环境的各种威胁。
飞机涂装只是为了好看吗?
其实不然,美貌只是它的一部分,飞机涂装作为飞机的防护外衣,主要作用是保护机身安全,保障飞机结构达到预期服役年限,因此,飞机涂装更多需要考虑防冰、隔热、耐腐蚀、耐磨、隐身等诸多问题。
涂装可以追溯到飞机发展的初期阶段,人们选用密度较小的木质材料制造飞机,使其“身轻如燕”。但这些飞机在使用过程中,灰尘、水分和蛀虫均会影响飞机的使用寿命。设计师为解决这一问题,便在木质飞机表面涂抹了油漆,这成为飞机最初的涂装。
涂装工艺发展到现在,工程师依旧葆有保障飞机及旅客安全的初心。涂装包括飞机外表面和内表面的喷涂。内表面的喷涂主要起到防污防腐蚀的作用,以加强飞机结构的强度和可靠性;外表面涂装可起到美观、提高旅客乘机体验、保证高可视性、反射日光辐射等作用。当飞机被正确、恰当地喷涂之后,其清洁和维护工作也会变得更加容易。
然而,涂装并不是对飞机整体进行无一遗漏的喷涂。例如,飞机发动机进气道的最前端使用了钛合金材料以增强其抗腐蚀性,无须进行喷涂;机翼及机翼上方的不可动件对气动要求非常高,是保证飞机高空飞行安全稳定性的重要组件,厂商在飞机出厂前已经对其表面进行了特殊处理,这些部分不允许进行大面积涂装。
飞机涂装还要考虑经济性、热量吸收、后期维护等因素。飞机巡航时会飞到云层之上,那里太阳光直射,辐射也非常强,任何颜色的涂装都会使飞机比白色机身时吸收更多热量,更高的机身温度可能带来安全隐患。在日常维护中,其他颜色往往会造成视觉干扰,而白色则“凸显”了机身上的裂痕、凹槽及油液泄漏等问题,方便检修人员快速发现问题。
此外,飞机全身涂装的经济性相对较低,以一架波音747飞机为例,喷涂一次大概需要250~300公斤的涂料,耗时7天以上,喷涂成本至少为15万美元;如果要进行大面积彩色喷涂,还要在白色基底上多涂一层,这些重量都增加了飞机的燃油成本;后期喷绘维护期间,飞机停场费及客票损失都不是一笔小数目。因此,大部分民航飞机仍以白色为主色调。
飞机涂装时要考虑什么?
对于民机
保护飞机
飞机涂装首要的功能就是保护飞机在不同环境下的安全。
如飞机在湿热带、沿海地区飞行,就要求飞机涂装能够经受住高温、湿热、盐雾的侵蚀,因此要求飞机涂装具有耐腐蚀的功能。
而飞机穿越雨区的时候,由于雨水的冲刷,飞机机翼位置容易出现磨损和剥落,因此要求飞机涂装具有防雨耐磨的功能。
在强烈日光照射下,由于日光的强烈辐射会对电子设备产生威胁,过高的温度也不利于设备的稳定工作,因此需要降低太阳辐射对飞机的伤害,要求飞机涂装具有防辐射的功能。
如遇大雪天气,飞机机身结冰,容易造成意外事故,因此飞机涂装最好能使结冰从飞机表面脱落,防止冰霜形成,要求飞机涂装具有防冰的功能。
此外在飞机的起飞和降落过程中,机翼、旋翼、螺旋桨等迎风部位会遭受空气中杂质的撞击,容易受到磨损和腐蚀,因此要求这些部位的涂装具有耐磨防腐的功能。
增强性能
为改善飞机空气动力性能,飞机涂装材料应使飞机外表面光滑平整,以降低空气阻力。
机载雷达的雷达天线罩需要良好的透波性能,以尽量减少雷达波的损耗,因此要求该部位的涂装材料具有良好的透波性能。
对于军机
隐身示假
隐身和示假可以有效地提高军用飞机在战场上的生存力。军机采用迷彩涂装可以打破飞机轮廓线,模糊飞机与背景环境,增加敌方辨识难度,在激烈的空战或空袭任务中占得先机。
迷彩常以灰色、蓝色为主进行双色或多色混搭,并通过在亮光处涂装暗色,在阴影处涂装亮色的方式减少整机色差。
区别机种
现代空军的任务日益多元化、复杂化,执行不同任务的军机对涂装有不同的需求。
对于擅长近距格斗的空中优势战斗机,如米格-29和F-16,常采用不同深度灰色进行搭配的涂装设计。
对于在高空截击作战的高空高速截击机,如F-15和苏-27,由于高空背景色较灰暗而阳光在机身的反射散射非常强,常采用暗灰色的涂装设计。
对于担负低空对地搜索攻击任务的强击机、攻击机,如A-10、强5飞机,常采用与地表环境相近的深绿、土黄、土灰等颜色进行涂装设计。
对于高空高速侦察机及其他主要在夜间执行任务的轰炸机,如SR-71、B-2,常采用具有吸收雷达波能力的黑色吸波材料进行涂装设计。
对于执行投放核弹任务及进行核爆试验观测任务的飞机,为减少飞行员所受辐射量,需要增强反射,常采用银色进行涂装设计。
国家特色
在各国进行飞行表演时,飞机涂装设计常常将国旗图案和原色作为重要的参考要素,如法国飞行表演队采用红、白、蓝三色涂装;意大利飞行表演队采用红、白、绿三色涂装;美国“雷鸟”飞行表演队和俄罗斯“雨燕”飞行表演队则在国旗基色上绘制了图案作为标志性涂装。这类涂装设计美观、醒目,具有鲜明的国家特色。
弘扬军威
二战时期,许多国家常常会在飞机上喷涂飞行员姓名及击落敌机的数量等特殊标记和图案以震慑敌方、弘扬军威、鼓励士气。中国战场著名的“飞虎”队曾在P-40上绘制了著名的虎鲨涂装。这类涂装英气昂扬,既鼓励了本国军民的战斗意志,又打击了敌对势力的嚣张气焰,因此,也成为了军机涂装的传统之一。
涂装设计是飞机生存力、战斗力的重要保障之一。随着飞机能力要求的复杂化、深度化发展,涂装设计也需要与时俱进,及时响应多层次、隐身化等更高的要求。未来,随着复合材料、3D打印技术的升级应用,飞机喷涂技术也不断迭代更新。据了解,未来涂料的发展将围绕生产率、减重、环境改善和客户体验四个领域展开。在机场,旅客或许可以享受一场飞机时装秀。
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