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(jī)進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化（laser shock peening，LSP）的驗證工作。2020年6月，這架F-35B閃電II飛機(jī)作為工藝驗證對象來到FRCE，1年半之后這架飛機(jī)已返回原飛行中隊重新服役。

“激光沖擊強(qiáng)化有助于延長F-35B在采取短距離起飛/垂直降落（STOVL）時的機(jī)體壽命。FRCE成功完成了驗證步驟，并為未來戰(zhàn)機(jī)的維護(hù)指明了方向。”FRCE指揮官Thomas Atkinson上校說。

■激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)的第一架F-35B閃電II已返回飛行中隊，準(zhǔn)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(jī)實現(xiàn)框架的強(qiáng)化，從而確保修復(fù)后的飛機(jī)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(jī)代F-35B的預(yù)期壽命。過程驗證通過結(jié)合檢查、分析、演示和測試，并滿足系統(tǒng)級的要求來提供質(zhì)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(qiáng)化設(shè)施的建設(shè)?！斑@里的重要意義是，我們實現(xiàn)了一種前從未有過的機(jī)體修復(fù)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(qiáng)化的飛機(jī)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?！?/p>

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(fù)性。“如果你有LSP設(shè)施，就可以在世界任何地方完成類似的修復(fù)作業(yè)，通過這種方法甚至可以修復(fù)任何想要修復(fù)的部件?！?/p>

驗證完成還標(biāo)志著FRCE成為了世界上第一個也是唯一一個能夠?qū)-35飛機(jī)進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化修復(fù)的設(shè)施。第二個設(shè)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(shè)施建設(shè)。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(jìn)行培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。

知識鏈接：

激光沖擊強(qiáng)化（LSP）又稱激光噴丸，是一種應(yīng)用于表面工程領(lǐng)域的工藝，利用脈沖高功率激光束在材料中產(chǎn)生殘余應(yīng)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(qiáng)度，加強(qiáng)材料表面硬度。

■LSP工藝圖

與多數(shù)材料加工應(yīng)用不同，LSP并非利用激光功率進(jìn)行熱處理以達(dá)到預(yù)期效果，而是利用光束沖擊進(jìn)行機(jī)械加工。高功率激光束用高功率短脈沖沖擊目標(biāo)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(yīng)，在撞擊點重塑工件表面微觀結(jié)構(gòu)，繼而產(chǎn)生金屬膨脹和壓縮的連鎖反應(yīng)。該反應(yīng)產(chǎn)生的深層壓縮應(yīng)力可延長部件壽命。