军迷圈

战斗机有多娇贵:地上停着不吹空调就真会死

文|讲武堂

图:歼20和F22,越是先进的战斗机,电子设备功率和发热就越大,地面越是依赖空调车辆或者是固定设施(比如机库或者维修厂内的固定空调)

战斗机上拥有大量的电子设备——比如雷达系统,火控计算机等等。

这些设备在工作时会产生非常大的热量,如果不及时进行散热的话,最后的结果就肯定是核心器件停止工作或者被烧毁而导致设备失效、以至于飞机坠毁。这个道理就和电脑的CPU被摘了散热器后持续开机,要么进入过热保护被强制关机,要么被烧掉是一样的。

图:注意歼10机身侧面凸起的风斗

在天上飞行的时候,战斗机有两种方式可以带走这些热量:一种是引入飞机外面的高速空气,带走飞机内部的热量,这个是最基础的散热方式。

另一种则是现代先进战斗机上正在普遍使用的综合热管理技术,先用飞机的燃油吸收机身的各种热量,给该降温的地方降温。而燃油温度增加以后,又有利于提高燃效效率,实现发动机推力的增加,一举两得——当然代价是具体设计起来要麻烦很多,需要很多额外的热交换和循环设计。

但是在地面上的时候,这两个方法都没有办法用。然而大量的地面检测维护工作,又要求战斗机的机载设备必须在地面开机;这个时候,就必须额外引入冷却措施——通常来说,这是由空调车完成的。

图:空调车,战斗机需要大量地面保障车辆才能维持作战能力

空调车上的大功率制冷空调,能够提供大流量的干燥冷空气,从飞机预留的接口中,沿着设计好的路线——包括专用管道和各种设备分布形成的空隙,不断中和沿途设备散发出来的热量,将温度控制在许可范围内。

除了冷却以外,空调车给的大量干燥冷空气还有另外一个非常重要的用途:它能把水分从飞机的内部给驱赶出去,避免凝结的水分沉积在飞机内部设备和结构件的角落里,导致飞机设备故障和结构腐蚀。

图:苏27的空调接口,就开设在前机身边条的附近。

而在苏27的设计中,主要的机载设备都集中在了前机身。实际上大多数战机都如此;因为总体上讲,将机载设备集中安放,能够有效的提高机内空间的利用效率,有利于检测维护和设备更换,有利于强制冷却设计的简化,能显著减小不必要的重量代价——各个设备分布的太远,光是各种电缆也会增加不少重量。

图:苏27家族的主要机载设备都布置在前机身

当然具体的冷却效果取决于多个方面,比如本身设备的总发热量、通风设计的合理性、空调车本身的功率等等。比如苏27家族的早期型号,其环境要求比较低——那会儿苏联就没考虑把这飞机卖出去,没有在热带和亚热带的使用要求;因此设计师就比较偷懒,干脆没给飞控计算机匣设计通风管道,反正在寒冷干燥气候的苏联本土够用了。

这也使得早期苏27系列在印度、印尼、越南等温度较高的地区,特别是夏季,地面检测维护时必须严格控制飞控计算机的开机时间,以防止烧毁设备——而这已经不是单纯加大空调车能解决的问题。后来的苏35等新版本型号上,这一问题才得到解决。

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