F/A-22 气候试验

F/A-22 气候试验
　
文邦伟
   “雨、雪、热和黑夜都无法挡住这些敏捷的信使去完成它们的预定任务。”
这段语录来自第五世纪希腊著名的历史学家Herodotus，并且多年来已成为美国邮政服务机构的非正式标语。但它同时也是空军麦金利气候实验室的座右铭。除“黑夜”之外，——实验室里的灯大部分时间都开着，这段语录能够概括坐落在佛罗里达走廊的综合试验中心所做的一切。
在二战期间构思，于1947年建成，并且在后来50多年里被大规模革新的麦金利气候实验室能创造地球上存在的几乎所有气候条件，两个主试验箱的温度可以控制在负65到165华氏度(-54℃到74℃)之间的任一温度。
每种主要的美国武器系统及其相关设备都到Eglin空军基地的麦金利气候实验室经受严酷的环境试验。最近F/A-22正在经受冷冻、烘烤、大雨冲洗、雪封、风吹、雾罩和湿化。在2003年9月初，“猛禽”完成了为期3个月的试验并通过了这一系列的严酷考验。
麦金利气候实验室的领导Kirk Velasco说：“F/A-22比在这看到的大部喷气式飞机的问题少得多。总的来说，它的性能很好。”
进入试验箱
猛禽04号机是第一架带全套航空电子系统的设计定型的F/A-22，于2004年5月29日从加里佛尼亚州爱得华空军基地的空军飞机试验中心飞到佛吉尼亚州的兰利空军基地停留一个晚上。由于兰利空军基地的第一战斗机联队预定于2005年成为第一个F/A-22的作战单位，他们想来一个先睹为快。第二天，第四架能飞的“猛禽”便飞往Eglin空军基地的麦金利气候实验。
到达后，该飞机立即准备试验，并且被安装在252英尺宽、201英尺深和70英尺高的主试验箱里。这一飞机棚外面的大型温度计显示试验箱内部的温度。尽管外面可能有90度（32℃）的高温，但试验箱内部的温度却达到了负40度（-40℃）时。
气候试验项目计划的编制早在该飞机在佛罗里达降落以前就开始了。详细计划于2001年初就开始，但初步讨论在“猛禽”到达的四年前就开始了。这一切都是在按部就班地进行着。
Velasco解释说：“我们于7月中旬在这里召开了联合打击战斗机（Joint Strike Fighter）试验的首次全体会议。JSF将于2007年5月来到这里。试验F-35将是一个挑战，它是STOVL（短距起飞，垂直降落）的特殊变种。这是我们开始这么早的原因之一。”
F/A-22联合试验组组长Brent Poulson说：“制定“猛禽”的试验计划相对比较简单，我们基本上是先查阅以前对其他战斗机的试验记录，同时根据经验制定这一方案。F/A-22同样有环境规范。它预定在某些温度和一系列的特殊条件下工作。我们研究那些要求并和需要做的试验相匹配，从这里开始试验计划的编制工作。”
一个由空军和承包商的骨干人员组成的队伍一直伴随着该飞机。在整个气候试验项目过程中，来自空军和承包商的技术员、工程师、维修人员和飞行员一直轮班作业。在任何时候都有大约72个与F/A-22有关的人员在场。
做好准备
关于麦金利气候实验的主题，标准媒体提供的照片通常是一架飞机停在那里，并且被冰雪覆盖着。第一张照片是1947年5月24日拍摄的，照片上显示在主试验箱里有6架飞机，包括有一架洛克希德的P-80。照片给人的印象是，实验室里进行的试验是静态的。事实上，几乎所有的试验都是动态的，飞行员在驾驶员座舱就位，维修师和机组人员不断地忙碌着，飞行系统不停地运行，发动机也在运转。
该实验室是世界上少有的几个喷气发动机可在密闭的机棚里运行的实验室之一，为了使发动机能够运转，必须有进气和排气口。空气温度必须和实验室里的温度相同，否则结果就不准确。
实验室从飞机棚外面的空气储罐里获取空气。空气储罐能实时提供每分钟80万立方英尺（2.3万立方米）的预调节的冷或热空气（根据实验而定），以更换发电机吸入的空气。排出和进入试验箱同样多的空气。如果空气储罐是空的，在需要提供特别冷或热的空气进行极端气候试验时，大约需要24小时才能完成预调节空气的补充。
Velasco已在该实验室工作了18年，他补充说道：“每一个项目都是独特的。以前这里有秘密飞机，所以我们处理特殊材料。每个飞行器都有指定的要求和管道需求。” 就F/A-22而言，需要配备一个Y形导管，以缓冲飞机后面排出的废气并保持管子其它地方凉爽，这样的造型使在试验过程中飞机的两个发动机能够运行。实验室的现场工作人员建设和安装一个独立的导管，使飞机顶部的小门上的辅助动力单元能够开启。
一旦在试验箱里安装完毕，04号“猛禽”看起来就象科幻小说里面动物。安装有管道，飞机多处被绑住（每处都装有张力计，以测量试验中机身所受的应力），栖息在桩子上，使起落架可以转动并可测量液压系统。几个小型、可动的和模块化的房子围绕着飞机周围，可以居住20人左右（包括一个消防队长）来实施试验。滑雪橇状的雪炮、地面上的风机、或大量的热灯泡或造雨装置悬挂在天花板上或安装在飞机上方的架子上。
必须有精良的仪器。极端的气候条件、设计周详的试验，每件事都向着一个目标。Poulson评述道：“我们要使整个试验运行与实际情况一致。我们想看猛禽能否经受得住考验。”
进入极端环境
每项环境试验就象F/A-22的实际飞行一样。不管试验箱里的环境条件如何，飞行员和机务长围绕飞机走一圈，然后飞行员爬上梯子，进入座舱并扣上。在每种气候条件下，飞行员启动发动机并操作飞机上的各种系统。Poulson补充说道：“部分试验根据检查表格进行，我们想看座舱如何变暖和，飞机如何变暖。下雨的时候，飞行员如何被淋湿。”
飞机在一系列试验中经受各种各样的极端气候的考验。单独试验从低温适应性（cold soaking）试验开始，在“加温”到负40度前，先要经受负65度的考验；再在飞机上积累8英寸厚的雪，这大约是每平方英尺20磅的重量，猛禽上面的面积约为1,000平方英尺(93平方米)，这将导致在飞机上方施加20,000磅(9072公斤)的负载；再以大约每秒44英尺(13.4米)的速度进行风吹雪试验。这仅仅是冷试验。
雪化以后（把雪除掉，通过试验箱地面上的排水沟把雪水排到保留池），热试验便开始。试验从舒适的80度(27℃)开始，这时发电机开着，再提升到120度(49℃)。后来，一系列的试验是使飞机经受95度(35℃)和75%相对湿度，105度(41℃)和80%相对湿度，以观察飞机内部哪些地方发生水的凝结。
接着就下雨了。在一项试验中，猛禽被淹没在每小时1.4英寸的暴雨中将近8小时，主要观察飞机底部的排水孔的工作情况。风吹雨试验目的是确定在武器位或其他地方可能形成水坑。接着就是一整夜的冻雨试验。形成的冰需要1,200加仑(5455升)的消冰液对飞机进行解冻。结冰试验后，在0度(-18℃)进行地面雾试验和旋风结冰试验（发电机吸入地面水）以观察发动机进口的何处形成冰。
实验室的技术主管Wayne Drake解释道：“这就是大部分飞机需要进行的常规试验，这些试验是很彻底的。”
与飞机试验同时进行的是维护、装载和辅助设备试验。作为空军技师之一的Paul Stauffer，在整个试验项目中与F/A-22一起经受试验。她说道：“在寒冷中会发生很多问题，在负20度下工作的装备在负40度下表现完全不同。猛禽也不例外。”
经历了寒冷适应性试验之后，由于动力系统停止工作，座舱罩将不能关闭。在进行下一试验之前，维修师帮助飞行员手动关闭座舱罩。发动机在负40度下运行的试验开始。
一旦辅助动力系统失效，就必须在寒冷中更换。Poulson解释说：“这实际上是一项在外面的工作。在低温下更换辅助动力装置是我们要检查的维修点之一。” 参加试验的另一个机务长，技术军士Greg Auzenne补充道：“在这样的条件下，即使是简单的事情也需要更多的思考和努力。由于冰雪的阻碍，移动装备车3英尺可能需要化20分钟。”
在一个特别艰难的试验中，维护人员必须在F/A-22的主武器排位上安装4发AIM-120空中拦截导弹和在一个侧面武器排位上安装一发AIM-9空中拦截导弹。他们同时必须在后翅装上外油箱，在主油箱装满油，全副武装化学和生物战武器，试验箱的温度调节到华氏0度。
Stauffer解释道：“我们在风雨中更换电池，在风雪中进行起飞前和飞行后检查，做飞行路线机务长的检查维修数据库的有效性的工作。但是，我们的工作条件并不好。”
完成试验后，飞机恢复到飞行状态。在9月9日进行功能检查飞行后，猛禽离开Eglin到Edwards空军基地。它在位于德克萨斯州沃思堡的洛克希德·马丁飞机厂做中途停留。由于公司员工制造了每架F/A-22的三分之一，故招待他们欣赏完整的战斗机。该飞机于九月十七日飞回Edwards空军基地。
Poulson总结道：“总的来说，我们在实验室里发现了几个异常情况，必须调节它们。还好，几乎所有的调节都是软件微调。发动机在寒冷中启动慢些，并且其它系统依赖发动机的动力。发动机的动作顺序和动力分配是软件固定的。但这些也是我们来Eglin学习的。
麦金利气候实验确实是无与伦比的国家资源。它由BAE系统为空军运作，具有独特的能力，难怪被指定为国家历史机械工程的里程碑。它的要点是实用性。
Drake在实验室近30年，他说：“我们已经试验了F/A-22可以想象到的每一种作战条件。在我们这里用三个月得到的数据，在没有这个设施的地方要花几年的时间才能得到，并且费用要高得多。我们现在知道F/A-22能够在那些气候条件下工作。”F/A-22 气候试验
　
文邦伟
   “雨、雪、热和黑夜都无法挡住这些敏捷的信使去完成它们的预定任务。”
这段语录来自第五世纪希腊著名的历史学家Herodotus，并且多年来已成为美国邮政服务机构的非正式标语。但它同时也是空军麦金利气候实验室的座右铭。除“黑夜”之外，——实验室里的灯大部分时间都开着，这段语录能够概括坐落在佛罗里达走廊的综合试验中心所做的一切。
在二战期间构思，于1947年建成，并且在后来50多年里被大规模革新的麦金利气候实验室能创造地球上存在的几乎所有气候条件，两个主试验箱的温度可以控制在负65到165华氏度(-54℃到74℃)之间的任一温度。
每种主要的美国武器系统及其相关设备都到Eglin空军基地的麦金利气候实验室经受严酷的环境试验。最近F/A-22正在经受冷冻、烘烤、大雨冲洗、雪封、风吹、雾罩和湿化。在2003年9月初，“猛禽”完成了为期3个月的试验并通过了这一系列的严酷考验。
麦金利气候实验室的领导Kirk Velasco说：“F/A-22比在这看到的大部喷气式飞机的问题少得多。总的来说，它的性能很好。”
进入试验箱
猛禽04号机是第一架带全套航空电子系统的设计定型的F/A-22，于2004年5月29日从加里佛尼亚州爱得华空军基地的空军飞机试验中心飞到佛吉尼亚州的兰利空军基地停留一个晚上。由于兰利空军基地的第一战斗机联队预定于2005年成为第一个F/A-22的作战单位，他们想来一个先睹为快。第二天，第四架能飞的“猛禽”便飞往Eglin空军基地的麦金利气候实验。
到达后，该飞机立即准备试验，并且被安装在252英尺宽、201英尺深和70英尺高的主试验箱里。这一飞机棚外面的大型温度计显示试验箱内部的温度。尽管外面可能有90度（32℃）的高温，但试验箱内部的温度却达到了负40度（-40℃）时。
气候试验项目计划的编制早在该飞机在佛罗里达降落以前就开始了。详细计划于2001年初就开始，但初步讨论在“猛禽”到达的四年前就开始了。这一切都是在按部就班地进行着。
Velasco解释说：“我们于7月中旬在这里召开了联合打击战斗机（Joint Strike Fighter）试验的首次全体会议。JSF将于2007年5月来到这里。试验F-35将是一个挑战，它是STOVL（短距起飞，垂直降落）的特殊变种。这是我们开始这么早的原因之一。”
F/A-22联合试验组组长Brent Poulson说：“制定“猛禽”的试验计划相对比较简单，我们基本上是先查阅以前对其他战斗机的试验记录，同时根据经验制定这一方案。F/A-22同样有环境规范。它预定在某些温度和一系列的特殊条件下工作。我们研究那些要求并和需要做的试验相匹配，从这里开始试验计划的编制工作。”
一个由空军和承包商的骨干人员组成的队伍一直伴随着该飞机。在整个气候试验项目过程中，来自空军和承包商的技术员、工程师、维修人员和飞行员一直轮班作业。在任何时候都有大约72个与F/A-22有关的人员在场。
做好准备
关于麦金利气候实验的主题，标准媒体提供的照片通常是一架飞机停在那里，并且被冰雪覆盖着。第一张照片是1947年5月24日拍摄的，照片上显示在主试验箱里有6架飞机，包括有一架洛克希德的P-80。照片给人的印象是，实验室里进行的试验是静态的。事实上，几乎所有的试验都是动态的，飞行员在驾驶员座舱就位，维修师和机组人员不断地忙碌着，飞行系统不停地运行，发动机也在运转。
该实验室是世界上少有的几个喷气发动机可在密闭的机棚里运行的实验室之一，为了使发动机能够运转，必须有进气和排气口。空气温度必须和实验室里的温度相同，否则结果就不准确。
实验室从飞机棚外面的空气储罐里获取空气。空气储罐能实时提供每分钟80万立方英尺（2.3万立方米）的预调节的冷或热空气（根据实验而定），以更换发电机吸入的空气。排出和进入试验箱同样多的空气。如果空气储罐是空的，在需要提供特别冷或热的空气进行极端气候试验时，大约需要24小时才能完成预调节空气的补充。
Velasco已在该实验室工作了18年，他补充说道：“每一个项目都是独特的。以前这里有秘密飞机，所以我们处理特殊材料。每个飞行器都有指定的要求和管道需求。” 就F/A-22而言，需要配备一个Y形导管，以缓冲飞机后面排出的废气并保持管子其它地方凉爽，这样的造型使在试验过程中飞机的两个发动机能够运行。实验室的现场工作人员建设和安装一个独立的导管，使飞机顶部的小门上的辅助动力单元能够开启。
一旦在试验箱里安装完毕，04号“猛禽”看起来就象科幻小说里面动物。安装有管道，飞机多处被绑住（每处都装有张力计，以测量试验中机身所受的应力），栖息在桩子上，使起落架可以转动并可测量液压系统。几个小型、可动的和模块化的房子围绕着飞机周围，可以居住20人左右（包括一个消防队长）来实施试验。滑雪橇状的雪炮、地面上的风机、或大量的热灯泡或造雨装置悬挂在天花板上或安装在飞机上方的架子上。
必须有精良的仪器。极端的气候条件、设计周详的试验，每件事都向着一个目标。Poulson评述道：“我们要使整个试验运行与实际情况一致。我们想看猛禽能否经受得住考验。”
进入极端环境
每项环境试验就象F/A-22的实际飞行一样。不管试验箱里的环境条件如何，飞行员和机务长围绕飞机走一圈，然后飞行员爬上梯子，进入座舱并扣上。在每种气候条件下，飞行员启动发动机并操作飞机上的各种系统。Poulson补充说道：“部分试验根据检查表格进行，我们想看座舱如何变暖和，飞机如何变暖。下雨的时候，飞行员如何被淋湿。”
飞机在一系列试验中经受各种各样的极端气候的考验。单独试验从低温适应性（cold soaking）试验开始，在“加温”到负40度前，先要经受负65度的考验；再在飞机上积累8英寸厚的雪，这大约是每平方英尺20磅的重量，猛禽上面的面积约为1,000平方英尺(93平方米)，这将导致在飞机上方施加20,000磅(9072公斤)的负载；再以大约每秒44英尺(13.4米)的速度进行风吹雪试验。这仅仅是冷试验。
雪化以后（把雪除掉，通过试验箱地面上的排水沟把雪水排到保留池），热试验便开始。试验从舒适的80度(27℃)开始，这时发电机开着，再提升到120度(49℃)。后来，一系列的试验是使飞机经受95度(35℃)和75%相对湿度，105度(41℃)和80%相对湿度，以观察飞机内部哪些地方发生水的凝结。
接着就下雨了。在一项试验中，猛禽被淹没在每小时1.4英寸的暴雨中将近8小时，主要观察飞机底部的排水孔的工作情况。风吹雨试验目的是确定在武器位或其他地方可能形成水坑。接着就是一整夜的冻雨试验。形成的冰需要1,200加仑(5455升)的消冰液对飞机进行解冻。结冰试验后，在0度(-18℃)进行地面雾试验和旋风结冰试验（发电机吸入地面水）以观察发动机进口的何处形成冰。
实验室的技术主管Wayne Drake解释道：“这就是大部分飞机需要进行的常规试验，这些试验是很彻底的。”
与飞机试验同时进行的是维护、装载和辅助设备试验。作为空军技师之一的Paul Stauffer，在整个试验项目中与F/A-22一起经受试验。她说道：“在寒冷中会发生很多问题，在负20度下工作的装备在负40度下表现完全不同。猛禽也不例外。”
经历了寒冷适应性试验之后，由于动力系统停止工作，座舱罩将不能关闭。在进行下一试验之前，维修师帮助飞行员手动关闭座舱罩。发动机在负40度下运行的试验开始。
一旦辅助动力系统失效，就必须在寒冷中更换。Poulson解释说：“这实际上是一项在外面的工作。在低温下更换辅助动力装置是我们要检查的维修点之一。” 参加试验的另一个机务长，技术军士Greg Auzenne补充道：“在这样的条件下，即使是简单的事情也需要更多的思考和努力。由于冰雪的阻碍，移动装备车3英尺可能需要化20分钟。”
在一个特别艰难的试验中，维护人员必须在F/A-22的主武器排位上安装4发AIM-120空中拦截导弹和在一个侧面武器排位上安装一发AIM-9空中拦截导弹。他们同时必须在后翅装上外油箱，在主油箱装满油，全副武装化学和生物战武器，试验箱的温度调节到华氏0度。
Stauffer解释道：“我们在风雨中更换电池，在风雪中进行起飞前和飞行后检查，做飞行路线机务长的检查维修数据库的有效性的工作。但是，我们的工作条件并不好。”
完成试验后，飞机恢复到飞行状态。在9月9日进行功能检查飞行后，猛禽离开Eglin到Edwards空军基地。它在位于德克萨斯州沃思堡的洛克希德·马丁飞机厂做中途停留。由于公司员工制造了每架F/A-22的三分之一，故招待他们欣赏完整的战斗机。该飞机于九月十七日飞回Edwards空军基地。
Poulson总结道：“总的来说，我们在实验室里发现了几个异常情况，必须调节它们。还好，几乎所有的调节都是软件微调。发动机在寒冷中启动慢些，并且其它系统依赖发动机的动力。发动机的动作顺序和动力分配是软件固定的。但这些也是我们来Eglin学习的。
麦金利气候实验确实是无与伦比的国家资源。它由BAE系统为空军运作，具有独特的能力，难怪被指定为国家历史机械工程的里程碑。它的要点是实用性。
Drake在实验室近30年，他说：“我们已经试验了F/A-22可以想象到的每一种作战条件。在我们这里用三个月得到的数据，在没有这个设施的地方要花几年的时间才能得到，并且费用要高得多。我们现在知道F/A-22能够在那些气候条件下工作。”