F-35A解除雷區飛行限制，閃電終於不怕閃電！ F-35A遭遇A級事故，飛機該如何避雷？ _ 法拉第籠 _ F-22 _ 火力君 _ F35終極彈藥，MAKO高

2021年3月 美國海軍陸戰隊兩架F35遭遇雷擊 造成A級損傷 也就意味着損失超過250萬美元 或飛機完全損毀 同年8月 美國空軍一架F35A被閃電擊中 被列爲B級事故 對於戰機而言 遭遇雷擊已經是常識 輕則迫降 重則報廢 但是前不久美軍解除了F35A在雷區的飛行限制 閃電終於不怕被雷劈了 問題來了 F35A不怕閃電的原因是什麼 飛機又該如何避雷 根據防務快軍報道 在經過四年的飛行限制之後 美軍在3月19日解除了F35在雷區的飛行限制 最初限制飛行的原因也很簡單 避雷措施出現問題 2020年 美國軍方發現F35A機載惰氣系統的管套損壞 歐比克斯的作用就是將氮氣泵入飛機的油箱 防止油箱被閃電擊中時發生爆炸 管道損壞也就意味着多型氣體沒法用 導致F35A被閃電擊中後 油箱很可能就會燃燒爆炸 重點是這次損壞的還不止一架 在隨後的調查中 24架戰機中有14架出現了這個問題 所以自2020年6月開始 美國就禁止F35A在飛行時靠近雷區40公里以內 除此之外 F35A的單引擎戰鬥機在複雜天氣環境下的安全性也比不上F22這樣的雙引擎戰機 當然 就算是F35A的惰氣系統沒有出問題 在雷區飛行也是有風險的 2021年3月 日本延國基地的海軍陸戰隊航空站兩架F35B戰機在訓練時遭遇雷擊 雖然飛機平安降落 無人員損傷 但兩架飛機都受損嚴重 達到了A級損傷 2021年8月 一架F35A被閃電擊中 飛行員安全回到機場 不過美國空軍還是將這次事故列爲B級事故 截止到2022年1月 美國空軍 海軍和海軍陸戰隊的F35累計被閃電擊中15次 每次事故造成2.5到57萬美元的維修費用 說實話 飛機被雷劈屬於常識 不只是F35被劈 其他飛機也是這樣 閃電可不管戰機有多貴 直接一視同仁 20世紀80年代 美國空軍一架F16因遭雷擊擊附空腹內油箱的燃油蒸汽被引燃爆炸 2017年 美國空軍一架B52在飛行中遭遇雷擊 垂尾蒙皮被打出一個大洞 2018年 科威特空軍的一架大黃蜂機身被閃電擊中 在座艙蓋上留下了明顯傷痕 使戰機發生劇烈震動 所以 根據美國空軍的飛行規定 所有美國空軍飛機的飛行員都禁止主動飛入雷區 根據相關數據統計 一架飛機平均每3000小時就會遭遇一次雷擊 美國一年就有大約7000次 民間飛機被閃電擊中的記錄 不過 飛機被雷劈之後 最常見的結果就是飛機安穩落地 沒有人員傷亡 很少見到雷電擊毀飛機的新聞 絕大部分的飛機被雷劈都是在下落或者爬升過程中 因爲閃電大多在1524米到4572米的高度活躍 而雷擊有兩種情況 一種是飛機自身在穿越強電區域時被雷劈 這種情況一般發生在3000米以上的高空 佔總事故的90% 另一種則是雲地之間發生閃電時 飛機剛好路過 這種閃電的能量最大導致的後果也更加嚴重 除此之外 噴氣式戰機在沒有雷電跡象的區域也可能引發雷電 因爲熱廢氣起到了電負荷載體的作用 以電離的方式飄在飛機身後 這就導致噴氣式戰機在飛行過程中成爲一個絕佳導體 至於飛機的防雷措施 主要考慮三個因素 第一 確保當閃電擊中機翼時 飛機結構產生的損傷在可承受範圍內 第二 燃油系統的設計和佈局必須防止閃電點燃燃油 第三 確保飛機上的電子電氣設備被閃電擊中後可以正常運行 當然 最好的防雷措施就是不出門 飛機最普遍最有效的防雷措施就是躲 36G走爲上策 雷電發生的區域又不是整個地球 一般的雷電長度不超過200-300公里 並且是移動的 持續時間一般1-2個小時左右 而飛機攜帶的雷達可以對大氣環境進行自主檢測 地面指揮中心同樣可以監督天氣變化 遭遇雷暴天氣就會提前發出警報 比如蘇35s就有雪暴翼雷達用來探測氣象 所以飛機想要躲避雷區並不是一件難事 實在不行 碰見雷雨天氣就不出門 從根源上解決被雷劈的問題 民航飛機就是這樣乾的 所以經常會延誤 其次就是防 如果飛機必須在雷雨天氣出動 那麼問題也不大 飛機本身就有很多的防雷措施 原理就是靜電屏蔽 也就是法拉第龍效應 客機機身的大部分都是鋁製外殼 基本能防3000萬伏的閃電 機身採用的導體材料可以構成的法拉第龍將電流排斥在外 保護戰機內部的人員和設備 無論外部的電壓有多高 裏面的電差永遠是零 而且現代民航飛機就算是被劈 電流會隨機身光滑的表面傳導到飛機的機翼和機尾 而飛機這些尖端的部位也都安裝了防電刷 會把產生的電放掉 放電刷後面我們會提到也是防雷措施的一種 總的來說 因此絕大多數閃電不會對客艙的成員造成危害 最近一次雷擊造成的空難還是1963年 也不會對飛機機身造成多大的損壞 最大的可能就是漆面磨損 甚至有的維修手冊上會建議使用磨砂和錯刀打磨雷擊點 只是飛機機身不會出現意外 並不意味着我們可以隨便飛 飛機的雷達罩在雷區很不安全 爲了電磁波的透波性 雷達罩大多使用複合材料 不導電的那種 如果閃電剛好劈到雷達罩上面 很容易產生破損 這點在戰機上也是一樣的 爲了追求輕便速度 現代戰機的機身大部分都是複合材料 飛機的金屬導體屬性大大降低 在這種情況下又該如何避雷 解決方法也很簡單 讓複合材料導電就好了 20世紀80年代的時候 NASA做過一個喪心病狂的實驗 主動派飛機挨雷劈 來試驗雷擊對飛行的影響 確定其對複合材料或者電傳飛機的威脅有多大 也就是NF106B在6年內穿越了1496次雷區 並被雷劈中714次 最誇張的是 在1984年的一次飛行中 在45分鐘內被劈72次 當然 這雷也不是白挨的 在反覆被雷劈的過程中 NASA總結了一套防雷手段 根據NASA的實驗 以及實際使用複合材料的民航客機經驗 複合材料飛機並非不耐雷劈 只是會破壞飛機的關鍵設備 比如發動機失靈 甚至是直接擊中外置郵箱 產生起火爆炸 爲了避免這種情況 各國就在複合材料裏添加了導電材料 就比如A350 空客在複合材料板中嵌入了金屬箔來增強導電性 波音747則是在複合材料表面嵌入了長達92公里 重達一噸的銅製導電網 戰機機頭那些條狀物也都是這樣的金屬導電條 保護雷達等重要的電氣設備 常用的導電條有金屬箔條 金屬帶和扭扣式三種 加上覆合材料 還要塗刷鋁粉和風孔劑 這使得複合材料機身外可以形成一層法拉第龍 以法國的陣風戰機爲例 當靠近雷區時 戰機機身的表面就會形成一個屏障 保護機內成員 同時 飛機上還有放電刷 就算是被雷劈了 也能把電導出去 放電刷一般都安裝在主翼或者尾翼尖端處 可以將雷擊所造成的電流以及飛行中與空氣摩擦產生的電荷釋放到大氣中 瑞典的英師 英國的姚氏也採用了這種裝置 除此之外 飛機的設計都有接地點 在飛機降落之後 維護人員一般都會在接地點搭一條地線 將飛機上的電荷轉移到地面 從而確保飛機安全 這和油罐車所拖的鐵鏈是一樣的道理 同時 飛機在投入使用之前都會進行各種防雷擊安全實驗 航空條例也明確規定 飛機必須能夠承受災難級雷電的襲擊 在任何可預見的情況下 飛機的設備系統都能發揮基本功能 順帶一提 如果閃電強度超過飛機導電性能 對飛機零件造成了損壞也沒關係 只要這個設備夠重要 那飛機上肯定不止一個 有備份換一個就能繼續飛 也就是說 當前飛機的設計已經足夠避免雷擊對機身的影響 就算是被雷劈中 也可以將損失減少到最小 保證飛機可以繼續飛行並安全着陸 不過 f35的壁壘設計與上面說的方式稍微有點不一樣 畢竟還要考慮五代機的隱身塗層 雷擊擊中飛機的損傷一般分爲三類 雷擊點損傷 結構損害和電子設備損害 其中雷擊點損傷 也就是雷擊直接擊中機身之後會留下很多雷擊接觸點 衝擊波會直接在雷皮上打出一個洞 不過絕大多數閃電只會破壞破蒙皮 不能擊穿金屬 但是飛機搭載的電子設備有可能被雷劈成短路 所以f35的防雷設計重點就是遭遇雷擊之後 美國在之前的報告中就提到了 f35的蒙皮不提供固定的被動防雷保護 所以f35在訓練時要遠離雷電 在機場停放時也要佈置保護手段 比如移動式避雷針 美國海軍陸戰隊就是第一個爲f35購買專用避雷針的客戶 2018年8月8日 海軍陸戰隊宣佈計劃從lba公司採購11根避雷針 也就是plp38mob 地面的問題解決了 那在空中飛行時被雷劈了怎麼辦 因爲沒有被動防雷保護 美軍直接跳過了被雷劈不受損傷的要求 而是隻要飛機遭遇雷擊時沒有當場墜毀就算勝利 在以往的雷擊事故中 墜機的原因只有兩個 發動機失去控制或者油箱爆炸起火 所以f35的防雷設計也主要集中在這兩個方向 之前美國軍方曾擔心雷擊會損壞包括機載電腦在內的各種電子設備 所以美軍第一個改進就是加強飛機電腦的抗雷等級 根據五角大樓測試評估辦公室的消息 f35的機載電腦在2019年就已經獲得防雷保護 即使飛機遭遇雷擊 也能保證機載電腦可以正常工作 不至於失去對飛機的控制 第二個改進就是油箱 雖然f35的油箱不像f104不會被閃電直接擊中 用油箱導致起火爆炸 但美國還是設計了一個機載多型氣體生成系統 可以將氮氣泵入油箱內 避免氧氣和燃油揮發產生的氣體 在油箱內聚集 以免這種易燃易爆氣體受電擊起火 美軍在2020年限制f35靠近雷區40公里的範圍 就是因爲多氣系統出現問題 現在則已經解除限制 讓火力軍來說的話 多氣系統確實有點麻煩 之前美軍曾有規定 爲了避免機內剩餘燃油帶來的危險 美軍要求燃油系統要在降落後的12小時內迴歸惰性 也就是內部沒有氧氣和燃料蒸發的氣體 不過 根據一則2015年的報道 f35b無法在12小時內惰性 地勤人員不得不使用外部氮氣吹掃油箱 或是乾脆採取代替避雷策略 也就是購買避雷針 總的來說 無論是民用客機還是軍用戰機 目前都已經可以規避雷擊造成的傷害 但是這不代表可以在雷暴天氣隨便飛 好了 本期視頻到這裏就結束了 各位認爲f35的多氣系統是好還是壞 可以在視頻下方留言 大家一起討論 我是火力軍 下期見 f35真正的對地打擊武器 可以讓戰機內部掛載的高超音速導彈 這次真的來了 火力軍原以爲會是諾斯羅普公司的siaw防區內打擊武器 讓人沒想到的是 沒有美軍支持 只靠自己獨立研發的洛克希德率先做到了 2024年美國海軍年度盛會 海空太展覽會於4月8日開始舉行 正常展覽會將持續三天時間 在這場展覽會上 洛克希德展示了一款專爲五代戰機設計的高超音速空對地導彈 這是馬口高超音速導彈 自七年前開始研發之後的首次亮相 在展會現場 洛克希德還展示了一段影片 一架f35a從內外武器掛點快速發射了六枚馬口導彈 洛克希德公司表示 馬口高超音速導彈是一款多用途 高生存以及價格合理的武器系統 f35只需要裝備這款導彈 就足以威脅到非常多的目標 其實 馬口導彈原本是爲美軍防區內打擊武器siaw進行設計的高超音速導彈 但在項目競標過程中 洛克希德輸給了諾斯羅普 諾斯羅普推出的導彈是基於HM88G先進反輻射導彈增程性發展而來 從而爲美軍提供反介入區域拒止的能力 值得關注的是 馬口導彈並非美軍官方的項目 而是洛克希德獨立研發的 並且在研發過程中 關於這款導彈的消息 洛克希德一點都沒有放出來 其次就是 馬口導彈是目前少有的專爲五代隱身戰機研發的高超音速武器 此前只有俄羅斯爲蘇57研發的右重MD的消息 順帶提一下 俄羅斯爲蘇57配備的右重MD高超音速武器 主要是爲了取代80年代研發的K13E超音速反艦導彈 同樣是可以裝備在蘇57內置彈艙中 既可以保證蘇57的隱身性 又能實現遠距離高速打擊 而導彈的飛行速度也到了5馬赫以上 但值得注意的是 俄羅斯的右重MD是在2021年報道出來的 當時還處於模型優化調試階段 飛行試驗尚未開始 截至目前還沒有更多消息爆出來 考慮到俄烏衝突的持續 估計俄羅斯這款導彈接近夭折了 所以外界關於五代機專用高超音速導彈的消息是非常少的 雖然目前尚無馬口導彈的具體數據 但根據洛克希德公佈的消息 這枚導彈是可以由F35內置彈艙攜帶 體型大概相當於挪威康斯伯格的NSM反艦導彈 另外 通過SIAW項目中美軍制定的招標標準 馬口導彈射程應該在300公里至500公里 比較有意思的是 馬口導彈採用了截然不同的構思方式 與常見的雙追體構型與承波體滑翔構型都不同 採用飛襲氣質固體燃料發動機 飛行速度至少在5馬赫 不過洛克希德並未對外公佈這款導彈是如何實現高超音速飛行能力的 除此之外 馬口還採用了GPS 光電 被動無線電 主動雷達等複合制導方式 可以有效提高導彈的精確打擊能力 相較於同樣由戰術飛機發射的格制高超音速武器 也就是匕首導彈 米格31k每次起飛只能掛載一枚導彈 打擊一個目標 馬口導彈顯得小巧玲瓏 是目前已經公佈的高超音速武器中體積最小的 F35的內置彈層可以容納兩枚馬口導彈 外置掛架還能攜帶四枚 是一種典型的小型輕量化高超音速武器 如果未來裝備F35之後將大幅增強美軍作戰能力 尤其是在對抗具有先進防空系統的對手時 高超音速武器憑藉極高的速度和機動性能夠有效突破敵方防空系統 並對其重點目標發動致命一擊 在理論上 馬口導彈不僅可以由F35攜帶 F2 F15 F16 F18以及P8等多種戰機都可以掛載 當然洛克希德公司研發的這款武器還是主要在F35戰機上裝備的 此外 洛克希德公司表示 馬口導彈不僅是一款空對地導彈 未來還將發展出多種平臺 包括陸地發射 水面艦艇發射以及水下發射等 必須承認的是 馬口導彈所實現的小型化與輕量化是未來空射型高超音速武器的發展方向之一 因爲只有這樣才能儘可能的拓展空射型高超音速武器的發射平臺 畢竟戰鬥機 戰鬥轟炸機以及攻擊機等戰術飛機纔是各國空軍裝備最多的主力裝備 而擁有戰術戰略轟炸機的空軍其實並不多 類似AGM138A這種只能通過大型空中平臺發射的導彈也只能適合大國使用 小國是沒有機會的 如果絕大多數戰術飛機都能裝備這類的空射型高超音速武器 纔能有效提高空軍的作戰能力 所以在這一點上 火力軍非常支持洛克希德所做的空射型高超音速武器的小型化與輕量化 既然聊到美軍的防區內打擊武器SAW 那就順便來講一講吧 作爲第五大戰機 F35早已爲外界展示了諸多能力 雖然飛行速度比不上F22 但在隱身方面與電子作戰方面展現出了遠超其他戰機的能力 然而美軍並沒有滿足 仍在繼續開發F35的作戰能力 包括讓F35來扮演A10攻擊機的角色 目前美國空軍有三款處於不同研發階段的防區外武器 另外還有一款導彈處於量產階段 仍處於研發階段的武器包括雷神的AGM181遠距防區外導彈 高超音速巡航導彈 以及洛克希德的AGM183A空射快速反應導彈 量產型號則是洛克希德的AGM158B2聯合空對地導彈 但美軍認爲這些導彈還不夠用 於是啓動了空軍的第五種遠距打擊武器 並以此發佈了防區外攻擊武器SOAW的信息徵詢書 根據美軍的設想 SOAW將擁有選新的能力 來彌補ARW HSM以及JSSM-ER導彈被擁有的能力 並計劃SOAW導彈在2025財年開展驗證 在2030財年是2033財年間服役 現代戰場最常見的作戰方式就是空軍利用防區外打擊武器 清掃敵方雷達 機場以及防空陣地等重點目標 然後戰鬥機與戰鬥轟炸機進入戰區內執行任務 只是這對情報的要求非常高 也很難對付移動類目標 面對外來複雜的戰場環境 單純的防區外作戰已經無法保證作戰效果 於是美軍纔會發展SIAW防區內打擊武器 由隱身戰機攜帶對地武器 在防區內執行作戰任務 所以美軍在發展SOAW導彈的同時 還選擇發展了SIAW防區內打擊武器 主要由F35戰機攜帶 打擊目標主要是敵方防空範圍內的目標 包括綜合防空系統 彈道導彈發射系統 對地攻擊和反艦巡航導彈發射系統 GPS干擾系統以及反衛星系統等 於是美國空軍要求確保戰機在突破敵方防空並接近目標之後才能發射這種防區內武器 這就要求F35只能通過內部掛載的方式纔可以做得到 原本空軍打算在AGM88E的基礎上來研發SIAW項目 但後來空軍改變了項目的採辦策略 引入了三家承包商 L3哈里森公司 洛克希德公司以及諾斯羅普公司 一同來競爭SIAW項目的設計與製造 併爲三家公司分別授予200萬美元的合同 爲期三個月 用於開展SIAW項目的第一階段工作 但在正常情況下 第一階段招標之後 最多會有兩名承包商進入第二階段 但諾斯羅普憑藉着AGM88G的改進型拿下了最終的勝利 但無論過程如何 SIAW都已經確定了 根據美軍的招標要求 SIAW導彈將採用數字化架構開發 具備快速升級部件的能力 比如更換導引頭 發動機 戰鬥部等部件 以適應不斷變化的威脅 這就要求SIAW導彈使用模塊化設計 除了彈體是固定的 內部的所有零部件都可以進行更換 並且更換之後還不需要重新進行定型程序 這個算是先進武器必備選項 一旦導彈在某個部件上有進步 就可以把新的換上 大幅度提高導彈性能 這也就是敏捷升級 而要達成這個要求 就需要對導彈進行數字化設計 藉助計算機的設計與建模 測繪出導彈數千種升級變化 至於SIAW導彈的具體性能 可以參考AGM88G導彈 因爲是諾斯羅普在這款導彈基礎上發展出SIAW導彈的 競標時也是這個方案 其導引頭和戰鬥部與AGM88G不同 彈體和火箭發動機是一樣的 相較於AGM88G導彈 SIAW的打擊範圍更廣 不僅包括陸地目標 海上目標同樣可以進行打擊 畢竟現在巡航導彈與反艦導彈的界線是很模糊的 至於射程方面 美軍已經說過了 這是一款防區內武器 射程夠用就行 考慮到SIAW與AGM88G的火箭發動機一樣 所以射程應該在200公里以上 反正根據美軍的習慣 未來肯定會對其進行增長 發展成防區外武器也不是不可能 根據美國空軍的2024財年預算 SIAW原型製造工作的總成本爲11.4億美元 在原型驗證通過之後就開始裝備F35戰機 並計劃在2028財年採購400枚SIAW防區外打擊武器 最終可能會採購3000枚 總成本約爲84億美元 在影片的最後 你們覺得洛克希德公司推出的Marco導彈對比諾斯羅普的SIAW導彈誰更有優勢 歡迎在評論區討論 我是火力軍 下期再見