Dｏｉ：10.19555／ｊ.ｃｎkｉ.1673－4599.2024.05.013
对于军用飞机而言，科学、合理的维修体制对于提高军机完好性和战斗力、减少全寿命周期费用、精简人员编制具有重要意义。对采用了隐身涂层等新技术的隐身机而言，需要采用新的维修体制与方法，美国作为最早装备隐身机的国家，分析其隐身机维修策略与现状对我国隐身机维修体系发展具有重要意义。
1 美隐身战斗机维修体制
（1）美国海军隐身机维修体制
美国海军F-35采用三级维修，即基层级维修、中继级维修、基地级维修。 基层级维修由飞行中队执行，主要是在航母上和在岸基机场上的维修。 中继级维修，在航母和岸基机场上进行，对损坏或失效的组件进行校准、修理或替换。 基地级维修则是在具备更齐全的设备、维修能力更强的大修厂进行。
（2）美国空军隐身机维修体制
美国空军F-22、F-35飞机主要采用二级维修体制，即基层级维修和基地级维修。 基层级维修进行简单的维修工作，比如更换可拆换模块。 基地级维修是把在基层不能修理的零部件送到大修厂进行大修、升级和换件等工作。 二级维修体制没有中继级维修这一环节，提高了维修效率，降低了备件需求，节省了维修人力成本，加快了维修速度，降低了装备全寿命周期费用，节省下来的保障经费可以采购更多的设备与备件，提高飞机的可靠性。 与更重视保障规模的三级维修体制相比，两级维修体制更加注重保障速度，美军认为保障速度在未来战争更为重要，减少保障规模提升保障速度是一种提高作战能力的基本方法。
2 美隐身机维修现状
2.1 F-22维修现状
F-22在设计阶段，设计、生产、维修人员就在保障性设计方面进行了深入研究。 F-22的保障性设计具有以下几个特点：
（1）维修更加便利，机身底部离地面只有0.9ｍ，修理人员不需要使用梯子等辅助工具，就能对绝大多数的部件进行修理工作。 F-22平均维修间隔时间为3h，维修速度是F-15的2.0～2.4倍，每架飞机所需的维修人员为8.5人，是F-15所需人数的一半。
（2）F-22具备自动故障检测与隔离系统，F-22具有自动检测、记录故障的功能，维修人员可通过查询数据来确定故障的具体情况。
（3）飞机各系统的可靠性高。 F-22各系统具有可靠性高、保障备件少、空运保障量小等特点。 比如航电系统的某一电路板发生故障时，系统能自动进行修复。
（4）F-22使用了维修综合信息系统，系统整合了维修工作表、飞机履历表和维修手册，为维修人员提供了全面的维修信息资源，维修人员可通过专用的笔记本电脑，连接飞机，将故障信息传输到备件供应点和地面维修站。
为提高F-22的基地级维修能力，美军建立了全新的F-22大修与综合修理车间，修理车间拥有全面的维修设施。 修理车间包括喷砂车间、喷涂车间和维修车间。 修理车间采用了高等级的安全防护措施，通过设计建筑物的布局，降低了被敌方攻击时，被同时命中多个目标的概率，采用了夹胶玻璃、空心钢门等可以降低爆破碎片损伤飞机的措施。 修理车间的维修工作台可以在车间内任意移动，移动到位后可固定。 维修工作台上工作的维修技师可到达飞机的任意区域，工作台可以接入电气管路，工作台具有防跌落、防滑、防反弹功能。 维修设备采用模块化设计，便于拆装。 此外，维修基地还有几架用于研究战伤修理的验证机。 在进行复杂维修时，工业部门的维修专家可以在线查询飞机数据，获取相关信息，如飞机状态、飞机资料、维修履历、排故经验等，并通过网络将修理意见及时传递给维修人员，维修人员也可以利用维修大数据库进行故障定位和维修。
维修人员培训方面，美军有完善的培训体系，并建立了明确的晋升规则，维修人员队伍具备一定的稳定性。所有入伍的维修专业士兵都要接受为期8周的新兵训练，之后前往技术学校接受维修专业培训。 此外，维修人员还需要完成野战训练单元或野战训练分队的课程培训。 F-22停产，后续备件采购困难，备件采购成本剧增，飞机发生故障后往往出现无备件可换的情况，极大程度上影响了战斗力。 由于F-22的隐身涂层的性质，维护F-22隐身性能的工作占了总维护时间的一半，隐身涂层维护时间过长，导致F22在维修厂内停留时间过长，影响飞机出动率。
2.2 F-35维修现状
F-35维修现状大致与F-22相同，但由于F-35是一个国际项目，在美国本土以外也存在维修厂，这使美国F-35能够在紧急情况下，可以使用这些维修厂，并将其作为F-35部件的供应来源，可以避免F-35返回美国本土进行维修。
F-35采用了许多新技术，使得美军的维修保障向着高度信息化，更高层次的标准化、一体化和智能化方向发展。 利用信息化技术探索大数据、软件、人工智能、机器学习在F-35维修上的应用使美军获益匪浅。 这些新技术使故障定位更迅速、更精确、更节省维修费用。 美军正紧锣密鼓地发展基于虚拟现实（VR）、增强现实技术（AR）和增材制造（3D打印）等技术的维修能力，这些技术在维修中的应用将极大地促进装备保障能力的提升。 AR、VR作为一种可视化的新技术，将传统2D维修图纸变成实时更新的可触摸可互动的3D维修模型。 利用计算机生成的3D互动场景，维修人员可以通过视觉感知、运动感知、触觉感知等方式感受虚拟世界中的飞机，可以直接控制虚拟世界中的飞机各个部件，能触碰到现实中不方便触碰的部件，方便维修人员对飞机的故障进行定位与修理。 美军利用飞机虚拟维修系统，维修人员穿戴头戴式VR设备、全身追踪设备、手指定位手套，在虚拟的维修环境中，进行飞机结构、飞机各系统的拆装训练。
可视化技术在军机维修保障方面有着广阔的发展空间。随着深度学习、云计算以及便携式显示设备等技术的发展，可视化技术的各种问题将会被陆续解决，可视化技术在装备维修保障方向上有着光明的前景。 随着人工智能技术的发展，美军在维修领域探索引入深度学习技术，利用过去大量的维修数据进行机器学习，辅助维修人员进行预防性维修和预测性维修，这种方式使维护更方便，有一定程度的自动化排故能力。
F-35维修存在一些缺点。 2002～2010年间F-35每飞行小时的成本，初步估计增长了80％，其飞行成本远远超出预期值。 为降低飞行成本，美军正在研究降低成本的方法，其重点是减少F-35的人力维修成本和基地级维修成本，这两类成本约占F-35作战与保障生命周期成本的40％。
由于F-35数量众多，美军基地级维修能力有限，导致目前F-35维修的平均时间为172天，是当初设计期限的2倍，美军F-35基地级维修能力建设滞后、维修计划不完善、投资不足、交货时间推迟和部件可靠性差。 由于飞机生产商对部分技术进行保密，导致维修现场的飞机技术数据不足。 维修技师没有飞机的全部技术数据，导致许多故障无法定位，有些故障没有明确的维修指南，一些可以通过査看原始技术手册来解决的故障，维修技师只能采用拆卸部件并送往后方维修厂进行换件维修的方式解决，而且更换新件之后仍存在无法排除故障的情况。 美国海军的中继级维修能力不足，由于海军版F-35常年在海上部署，更难获得维修的部件，执行出海任务后，将故障部件送往岸基维修厂进行修理也很困难。
2.3 B-2轰炸机维修现状
早期的B-2轰炸机每7年进行1次大修，在2015年，格鲁曼公司和美国空军签署协议，将大修期改为9年1次，B-2轰炸机每次大修平均耗资6000万美元，进行1次大修通常需要花费1年的时间，这项工作在加利福尼亚州的1个占地0.18kｍ2的综合维修设施内完成，数百名工人在那里去除飞机的油漆、蒙皮、螺母、螺栓和框架，更换新零件、喷涂新油漆，由于隐身涂料过于特殊，地面维护人员不能直接刮掉隐身涂料，而需要先喷涂一种特殊喷剂后才能去除隐身涂料。 B-2轰炸机在空中每飞行1h，都需要在地面上花费50～60h进行维护。 由于维护保养成本过高，大多数时候，B-2轰炸机都停留在机库中。 由于B-2轰炸机采用的隐身涂料对温度和湿度很敏感，这些机库具有特殊的过滤通风口，保持机库内部无尘和常年恒温。
3 相关建议
参考美军隐身机维修体制与维修现状，对我国隐身机维修有以下建议：①建立规范的维修标准，对维修人员进行专业的培训，培养“一专多能”的维修人才；②进行预防性维修，通过定期维护和检查，减少故障；③进行预测性维修，利用信息化工具，对飞机的数据进行监测，预测故障，提前进行维修；④利用信息化平台管理维修信息，记录维修计划、维修记录、维修成本等信息，将大量的维修信息利用人工智能技术进行分析并用来辅助维修工作，逐步实现半自动化维修，提高维修的效率；⑤不断更新设备，及时对隐身机进行系统更新，以保持其战斗力和适应性；⑥发展基于AR、VR的可视化维修能力，方便维修人员定位故障，使得维修更加便捷；⑦提升增材制造维修能力；⑧利用数字孪生技术，在数字空间建立飞机模型，实现实时查看并同步飞机状态的功能，并对飞机进行仿真来预测故障；⑨合理协调飞机的隐身性能和维护隐身性能所需费用之间的关系。
4 结束语
军用战斗机维修体制在不断发展，面对未来复杂电磁环境下的战场，势必有更多的隐身战斗机服役，隐身机相对于普通军机而言，维修更加复杂和困难。在对美军隐身机维修体系和现状分析的基础上，对我国隐身机维修工作提出了建立维修标准、进行预防性维修、预测性维修、利用信息化技术、发展可视化技术、提升增材维修能力、开发数字孪生技术、合理控制隐身性能维护费用等建议。