近日據(jù)外媒報道，位于美國北卡羅來納州哈夫洛克的美海軍艦隊東部戰(zhàn)備中心（FRCE）已經(jīng)完成了對現(xiàn)役戰(zhàn)機進行激光沖擊強化（laser shock peening，LSP）的驗證工作。2020年6月，這架F-35B閃電II飛機作為工藝驗證對象來到FRCE，1年半之后這架飛機已返回原飛行中隊重新服役。
“激光沖擊強化有助于延長F-35B在采取短距離起飛/垂直降落（STOVL）時的機體壽命。FRCE成功完成了驗證步驟，并為未來戰(zhàn)機的維護指明了方向。”FRCE指揮官Thomas Atkinson上校說。
■激光沖擊強化修復的第一架F-35B閃電II已返回飛行中隊，準備投入使用（來源：美國海軍新聞辦公室）
LSP工藝可以在不增加任何額外材料或重量的情況下，幫助飛機實現(xiàn)框架的強化，從而確保修復后的飛機能較之前攜帶相同的燃料和武器數(shù)量。該程序有助于延長美國第五戰(zhàn)斗機代F-35B的預期壽命。過程驗證通過結合檢查、分析、演示和測試，并滿足系統(tǒng)級的要求來提供質量控制。
FRCE于2019年8月完成了耗資600萬美元、專門建造的激光沖擊強化設施的建設。“這里的重要意義是，我們實現(xiàn)了一種前從未有過的機體修復能力，”FRCE F-35聯(lián)合項目辦公室部門經(jīng)理Jeanie Holder說，“通過對首架經(jīng)激光沖擊強化的飛機完成驗證，并成功實現(xiàn)了再列裝服役，本身就創(chuàng)造了歷史。”
根據(jù)FRCE F-35聯(lián)合項目辦公室部門經(jīng)理 Scott Nelson的說法，LSP過程驗證使該過程具有可重復性。“如果你有LSP設施，就可以在世界任何地方完成類似的修復作業(yè)，通過這種方法甚至可以修復任何想要修復的部件。”
驗證完成還標志著FRCE成為了世界上第一個也是唯一一個能夠對F-35飛機進行激光沖擊強化修復的設施。第二個設施，位于猶他州希爾空軍基地的奧格登航空后勤綜合中心，計劃在不久的將來會完成設施建設。FRCE固定翼部門臨時主任Ike Rettenmair說，屆時空軍部門將派工作人員前往FRCE進行培訓和學習。
知識鏈接：
激光沖擊強化（LSP）又稱激光噴丸，是一種應用于表面工程領域的工藝，利用脈沖高功率激光束在材料中產(chǎn)生殘余應力，提升材料表面的耐損性（如耐磨性和抗疲勞性）或提高材料薄截面強度，加強材料表面硬度。
■LSP工藝圖
與多數(shù)材料加工應用不同，LSP并非利用激光功率進行熱處理以達到預期效果，而是利用光束沖擊進行機械加工。高功率激光束用高功率短脈沖沖擊目標工件表面。
激光束沖擊金屬工件時會立即將工件蒸發(fā)成薄層等離子體狀態(tài)，并對工件施加沖擊波壓力，有時還會在工件上附加薄層不透明覆面材料，用于代替金屬蒸發(fā)。為了增壓，利用其他透明覆面材料或慣性干擾層捕捉等離子體。
等離子體產(chǎn)生沖擊波效應，在撞擊點重塑工件表面微觀結構，繼而產(chǎn)生金屬膨脹和壓縮的連鎖反應。該反應產(chǎn)生的深層壓縮應力可延長部件壽命。
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