前不久，国外一家企业宣告，操持在一款五代机上投入利用一种自主式装置计量和无损检测系统，用以精确丈量战机构件的尺寸，并将检测数据与设计模型进行比较，供设计职员参考。该企业先容，如果这款系统得到推广运用，将大幅提升新战机的研发生产效率。
在航空装备制造领域，计量技能是战机研发的主要根本。无论是数字设计、精密制造还是维修保障，都须要计量技能的支持，它就像一把“万能标尺”，丈量着战机各系统技能指标，确保战机翱翔安全。可以说，航空计量技能水平的高低，直接决定着航空装备制造质量。
自战机出身以来，天下航空强国就将航空计量作为重点领域进行科研攻关，助力战机不断追求极限性能。那么，航空计量技能如何伴随战机迭代发展？航空计量又有哪些技能难点？本期，我们约请空军某装备修理厂计量检测中央高等工程师王莉为您解读。
航空计量，为战机打造“钢筋铁骨”
2018年10月29日，一架从印尼首都雅加达飞往邦加槟港的波音737客机在太平洋上空失落联坠海。印尼国家运输安全委员会调查事件后创造，机务职员在修理迎角传感器时违规操作，导致迎角丈量数据产生偏差，终极酿成大祸。此事宜一出，各家新闻媒体纷纭跟进解读，个中“航空计量”这个名词被屡屡提及，受到很多航空专家的高度关注。
追溯历史，早在100多年前，莱特公司在第一条飞机生产线上，订定了整条家当链量值同等、丈量过程受控、丈量结果准确可靠的安全生产规定，该规定成为航空计量的“雏形”。
两次天下大战后，螺旋桨战机被喷气式战机取代，繁芜精密的飞机系统助推了航空计量的快速发展。
然而，既要追求战机的高性能，又要精确丈量战机性能数据并不是一件随意马虎事。当代战机是一个繁芜的热力机器系统，在战机研发生产过程中，航空计量要集中办理3道难题：
一是耐高温。涡扇发动机事情时，涡前温度可达到1500℃，温度传感器必须经得起高温炙烤，还要确保丈量结果准确可靠。早期，航空设计师会通过水冷和气冷两种办法为传感器降温，但奏效甚微。
20世纪80年代，国外一家公司选用耐高温的铱铑材料为传感器打造“金钟罩”，使其在非水冷条件下经得起1700℃的高温烘烤；英、法等国军工企业还发明了光纤测温、波谱丈量等技能，对航空发动机进行“隔空诊脉”，从而得到真实可靠数据。
二是抗振动。众所周知，振动是战机承力部件的“头号杀手”。在战机研发阶段，除了肉眼可以创造的裂纹，不少构件故障极具暗藏性，通过强拆手段查找设计毛病效率低下，且数据结果并不准确。
此路不通，必须另辟路子。一些设计师奥妙地研究材料内部构造非常而引起的热、声、光等反应变革，成功研发出内部毛病检测设备。国外某公司利用高度敏感的红外摄像机来检测翱翔器复合股料，通过计量热量差异，识别蒙皮下的断层区域。这种检测设备如同一副“透视眼镜”，让问题隐患“无处遁形”。
三是数据多。战机进入生产环节，精确处理海量数据能力决定着精密制造水平。以航空发动机叶片制造为例，叶片丈量参数多，自动化生产过程中数据采集速率达到每秒上万个，数据处理能力关系到战机的生产质量和效率。
为提高对整体叶盘叶片的检测效率，英国雷尼绍公司开拓了一种高速扫描系统，每秒可以采集上千个3D数据点。与传统的机内丈量技能比较，高速扫描系统不仅可以缩短丈量韶光，还能够对叶片前边缘进行精准丈量，叶片成品率持续攀升。
事实上，战机的关键零部件生产总装是一个串联过程，任何一个环节涌现问题都会导致产品质量不合格。近年来，数字化丈量被广泛运用于工装制造、零件考验、战机组件扫描剖析和逆向建模等航空制造领域，为战机打造“钢筋铁骨”。
检讨诊断，守护战机康健的“数据年夜夫”
一款新型战机的研发技能再前辈、设计图纸再完美、试验再成功，能不能持续发挥出战斗力，还要看战机的维修保障技能能力。
以印度空军为例：过去40年坠毁战机高达上千架。个中一个主要缘故原由是印度空军后勤保障能力不敷，很多机型设备缺少配套的计量检测仪器，战机常常“带病”翱翔，导致故障率居高不下。
20世纪90年代，随着战机向着多用场方向发展，机载电子设备数量成倍增加，但战机的可靠性反而降落。电子操纵系统时常会涌现误判等错情，因此更加依赖数据监测的准确可靠。
为此，航空计量作为战机的“数据年夜夫”，采纳了一系列方法来担保战机的可靠性——
为维修设备绘制“心电图”。要想维修一架战机，首先须要有一套无缺的维修设备，而航空计量是担保维修设备精准有效的关键。针对电子测试设备，工程师常日会输入仿照旗子暗记、计量设备的反馈旗子暗记，就可以绘制出受检设备的“心电图”，设备的康健状况一览无余。
用“听诊器”创造故障征候。任何故障发生前，都是有迹可循的，越早创造故障越有利于战机翱翔安全。维修职员除了不雅观察战机的各项性能数据外，还会通过振动、温度等参数变革阐发故障问题，乃至将计量检测系统搭载到战灵活员机试车平台上，像“听诊器”一样对战机“心脏”进行实时监测，反馈非常旗子暗记。
为返修战机“做体检”。维修职员作为战机的“数据年夜夫”，会按照“一机一状态”哀求，对整机性能和状态开展评估。考验时，维修职员将康健评估模型植入监测传感设备，通过监测润滑油身分、主轴轴承噪声等多项数据，为战机“验血”“把脉”，创造并及时打消战机故障问题。
计量先行，撬动装备研发的“杠杆”
计量界有这样一句话：“只有丈量出来，才能制造出来。”每款武器装备的迭代升级，都离不开计量技能的发展进步。
去年，美国海军向国会提交的2022年预算草案没有关于电磁炮的开支。自2005年以来，这项开支每年都会涌如今海军“未来研发项目”的清单中。美国海军官方表示，电磁炮项目将被冻结，所有研发内容将被记录并封存。这意味着，这个花费5亿多美元的项目被迫叫停。
实在，这样的结局并不虞外。早在之前的试制过程中，电磁炮在180公里极限射程时，偏差高达100米以上，根本无法命中目标。高强度电磁脉冲的计量校准技能难度很大，美国海军不得不将这个项目无限期搁置。
“工欲善其事，必先利其器。”计量技能是支撑武器装备研发和作战利用的主要根本，被喻为技能创新的“种子”。航空航天、精确制导、电磁对抗、通信导航等领域都须要计量技能的支持。
俄罗斯十分重视计量技能的积累和研发，在韶光计量方面多次取得技能打破，衍生出的前辈制导技能，擦亮了计策和战术导弹的“眼睛”。在打击叙利亚“ISIS”目标时，俄罗斯“口径”导弹穿越上千公里，打击精度在10米以内，展现出精良的精确打击能力。
近年来，量子技能在计量领域快速兴起，其单量子水平的极限探测、精准操纵和极限利用，是传统物理计量精度的上百倍。由此发展而来的量子惯性导航，具有高精度和高灵敏度上风，有效办理了GPS导航精度随韶光推移而降落的问题。
2016年，英国皇家海军在测试潜艇时创造，量子导航系统精度在24小时内的定位偏差仅有1米。不仅是水下，地下和建筑群里等导航卫星难以探测到的地方，量子惯性导航同样可以发挥浸染。通过利用量子重力仪或磁力仪对该区域的磁场进行精确丈量，导航精度可以精确到厘米级。有人预言，量子计量的发展将对军事运用带来革命性影响。
此外，在联合作战方面，无人作战系统和空天一体化作战网络的建立，须要韶光计量的高精度同步。天下上多个国家的研究机构都在开展高性能计量设备的小型化、工程化研究。原子钟、量子吸收机等高精度计量设备日趋成熟，将成为卫星、战机、导弹、地面雷达等装备“最强大脑”的主要组成部件。
未来，计量技能会向着系统化、综合化、多参数化的方向发展，以适应武器装备的信息化、体系化须要。可以预见，随着装备更新换代速率加快，新型计量设备将不断问世，丈量范围越来越广，技能指标越来越高，计量技能越来越前辈。（祁宇豪 王若璞 王子昂）
来源： 解放军报
