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洛琪希.Roxy
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祸不单行！多达20%的美军F35可能会受发动机故障拖累
现在关于发动机问题有了更为详细的报道。
航空表演网站Airshowtuff.com注意到最近举行的田纳西州航展上，F35预期的表演被别的飞机取代。因为这个F35表演队已经归属于美国空军的388战术战斗机联队，388的顶头上司空战司令部很可能会指派其它表演队中的一个——F16战隼、F22猛禽，以及A10疣猪来代替F35。这种情况很可能是因为出现了危及飞行安全的问题。F-35表演队将不会在2021年4月至12月期间安排的22场表演中展示F-35A的能力。事实上，空军作战司令部不得不将2021年表演数量减少了8场，约三分之一，以确保飞行表演不会加剧整支表演队的发动机短缺。
后来彭博社于2月10日报道：F35A的发动机一直在接近其设计极限的高温下运转，高温导致了涡轮叶片涂层过早开裂或分层。
昨天，美国国防部官员透露，F35项目正努力解决普惠F135发动机短缺的问题，情况可能需要几个月才能开始好转。
根据F35项目办公室的说法，问题有两个。
首先，位于俄克拉荷马州廷克空军基地的F135维修中心未能像预计的那样，通过定期的基地级维修来处理发动机。
其次，随着待修F135发动机的不断涌入，维修人员在“少量”发动机动力模块中发现了“转子叶片涂层过早损坏”，导致了更多的维修工作和积压。
官员称，这些问题是“严重的战备问题”。到2022年，由于定期的基地级维修以及F135需要修理而导致不定期的拆卸发动机，大约5%到6%的F35可能没有发动机。
官员们希望纠正措施能阻止项目超过这一门槛，但这位国防部官员证实，如果这些措施不起作用，并且不采取进一步行动，多达20%的F-35可能会受到发动机短缺的影响。
该官员还说，美国国防部最早在2020年初开始看到发动机短缺问题的迹象。当年夏末，国防部收到的最新消息明确表示F135维护部门将无法像此前预期的那样，每年维护60个发动机动力模块。
放缓的因素有很多，包括“他们在拆卸时破坏了发动机、技术数据不可用、一些工程处置等待时间、缺乏可用的支持设备以及……基地工作人员的熟练程度”。
这与F135叶片的热防护涂层退化的“更高优先级”相吻合。这位官员将涂层问题归因于F35在全球的高使用率，并补充说这不是产品质量问题。现在五角大楼正在扩充F135维护中心，力求在今年6月份提供新的维护保障能力。
从现在的情况看，前几年美国空军F35A的发动机没出现问题可能是因为那些交付的F35并非全功能的3F版本，基本都是给教育和训练司令部的训练联队，比如卢克基地的56联队、埃格林基地的33联队。而最近两三年的F35已经是3F版本，交付给空战司令部的作战联队，比如希尔基地的388联队。作战联队在使用上可能比较狠，问题就开始暴露了。F135的维修中心一时就忙不过来了。
那么，叶片热防护涂层是什么呢？
叶片热防护涂层也叫热障涂层。这是涂在发动机涡轮叶片上的一种耐热层，可以高效地降低叶片工作温度。喷气式发动机有一个燃烧室，燃油在这里与空气充分混合后点燃，温度最高可达1800多摄氏度，高温燃气从燃烧室喷出，直接冲击在后面的涡轮叶片上。所以，涡轮叶片要承受高温燃气的高速冲击，其工作条件是地球上最恶劣的。
由于叶片的边缘薄，热惯性小，受热后很迅速就升温，和叶片中间肥厚部分的温度差异（梯度）就很大。这样叶片边缘就产生很大的热应力，反复作用下叶片就会出现热疲劳裂纹。尤其是第一级涡轮即高压涡轮，起动-停车引起的热冲击和热疲劳一直是叶片的主要故障之一。
喷气发动机涡轮的商用镍基高温合金单晶叶片所能承受的温度上限约为 1100摄氏度，虽然目前有各种冷却技术（空心叶片）、耐高温新材料以及制造新技术。但是涡轮叶片仅凭这些已经不能应付1800摄氏度的高温，所以热障涂层技术就应运而生。其基本设计思想是将耐高温,同时又具有低导热性和高抗腐蚀性的陶瓷材料以涂层的形式涂覆在涡轮叶片的基体材料表面。在结构和冷却效果不变的条件F．使用热障涂层技术可以使叶片寿命延长约3-5倍；在保持零件寿命不变的条件下，减少冷却空气用量约20％-30％。从而大幅度提高性能、降低耗油率。
氧化锆由于热导系数小(金属的1/10)、熔点高(2677℃)、惰性(不易与金属发生反应)，尤其是具有相对较高的热膨胀系数，使其成为理想的热障涂层材料。不过它在不同温度下会发生伴有体积变化的相结构转变，会导致涂层内裂纹的形成和材料的损坏。因此，一般均需使用氧化钇等作稳定剂才行。
发达国家航空发动机热障涂层技术已经达到了系列化、体系化，在高性能航空发动机上几乎都被采用，如F119、F135和AL41F等发动机。我国的热障涂层在航空发动机涡轮叶片上的实际应用还处于初级阶段，涂层制备工艺、性能强度分析和性能参数的测试方法等都还处于探索阶段。因此，针对美国等国的先进发动机热障涂层方面的问题与研究进展信息，我们确实需要特别加以注意和收集。
2021年02月15日 03点02分
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现在关于发动机问题有了更为详细的报道。
航空表演网站Airshowtuff.com注意到最近举行的田纳西州航展上，F35预期的表演被别的飞机取代。因为这个F35表演队已经归属于美国空军的388战术战斗机联队，388的顶头上司空战司令部很可能会指派其它表演队中的一个——F16战隼、F22猛禽，以及A10疣猪来代替F35。这种情况很可能是因为出现了危及飞行安全的问题。F-35表演队将不会在2021年4月至12月期间安排的22场表演中展示F-35A的能力。事实上，空军作战司令部不得不将2021年表演数量减少了8场，约三分之一，以确保飞行表演不会加剧整支表演队的发动机短缺。
后来彭博社于2月10日报道：F35A的发动机一直在接近其设计极限的高温下运转，高温导致了涡轮叶片涂层过早开裂或分层。
昨天，美国国防部官员透露，F35项目正努力解决普惠F135发动机短缺的问题，情况可能需要几个月才能开始好转。
根据F35项目办公室的说法，问题有两个。
首先，位于俄克拉荷马州廷克空军基地的F135维修中心未能像预计的那样，通过定期的基地级维修来处理发动机。
其次，随着待修F135发动机的不断涌入，维修人员在“少量”发动机动力模块中发现了“转子叶片涂层过早损坏”，导致了更多的维修工作和积压。
官员称，这些问题是“严重的战备问题”。到2022年，由于定期的基地级维修以及F135需要修理而导致不定期的拆卸发动机，大约5%到6%的F35可能没有发动机。
官员们希望纠正措施能阻止项目超过这一门槛，但这位国防部官员证实，如果这些措施不起作用，并且不采取进一步行动，多达20%的F-35可能会受到发动机短缺的影响。
该官员还说，美国国防部最早在2020年初开始看到发动机短缺问题的迹象。当年夏末，国防部收到的最新消息明确表示F135维护部门将无法像此前预期的那样，每年维护60个发动机动力模块。
放缓的因素有很多，包括“他们在拆卸时破坏了发动机、技术数据不可用、一些工程处置等待时间、缺乏可用的支持设备以及……基地工作人员的熟练程度”。
这与F135叶片的热防护涂层退化的“更高优先级”相吻合。这位官员将涂层问题归因于F35在全球的高使用率，并补充说这不是产品质量问题。现在五角大楼正在扩充F135维护中心，力求在今年6月份提供新的维护保障能力。
从现在的情况看，前几年美国空军F35A的发动机没出现问题可能是因为那些交付的F35并非全功能的3F版本，基本都是给教育和训练司令部的训练联队，比如卢克基地的56联队、埃格林基地的33联队。而最近两三年的F35已经是3F版本，交付给空战司令部的作战联队，比如希尔基地的388联队。作战联队在使用上可能比较狠，问题就开始暴露了。F135的维修中心一时就忙不过来了。
那么，叶片热防护涂层是什么呢？
叶片热防护涂层也叫热障涂层。这是涂在发动机涡轮叶片上的一种耐热层，可以高效地降低叶片工作温度。喷气式发动机有一个燃烧室，燃油在这里与空气充分混合后点燃，温度最高可达1800多摄氏度，高温燃气从燃烧室喷出，直接冲击在后面的涡轮叶片上。所以，涡轮叶片要承受高温燃气的高速冲击，其工作条件是地球上最恶劣的。
由于叶片的边缘薄，热惯性小，受热后很迅速就升温，和叶片中间肥厚部分的温度差异（梯度）就很大。这样叶片边缘就产生很大的热应力，反复作用下叶片就会出现热疲劳裂纹。尤其是第一级涡轮即高压涡轮，起动-停车引起的热冲击和热疲劳一直是叶片的主要故障之一。
喷气发动机涡轮的商用镍基高温合金单晶叶片所能承受的温度上限约为 1100摄氏度，虽然目前有各种冷却技术（空心叶片）、耐高温新材料以及制造新技术。但是涡轮叶片仅凭这些已经不能应付1800摄氏度的高温，所以热障涂层技术就应运而生。其基本设计思想是将耐高温,同时又具有低导热性和高抗腐蚀性的陶瓷材料以涂层的形式涂覆在涡轮叶片的基体材料表面。在结构和冷却效果不变的条件F．使用热障涂层技术可以使叶片寿命延长约3-5倍；在保持零件寿命不变的条件下，减少冷却空气用量约20％-30％。从而大幅度提高性能、降低耗油率。
氧化锆由于热导系数小(金属的1/10)、熔点高(2677℃)、惰性(不易与金属发生反应)，尤其是具有相对较高的热膨胀系数，使其成为理想的热障涂层材料。不过它在不同温度下会发生伴有体积变化的相结构转变，会导致涂层内裂纹的形成和材料的损坏。因此，一般均需使用氧化钇等作稳定剂才行。
发达国家航空发动机热障涂层技术已经达到了系列化、体系化，在高性能航空发动机上几乎都被采用，如F119、F135和AL41F等发动机。我国的热障涂层在航空发动机涡轮叶片上的实际应用还处于初级阶段，涂层制备工艺、性能强度分析和性能参数的测试方法等都还处于探索阶段。因此，针对美国等国的先进发动机热障涂层方面的问题与研究进展信息，我们确实需要特别加以注意和收集。
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