F-35又上热榜了,这回不是大家早已经看腻了的雷达问题,而是一个早就已经通过了的“电磁脉冲生存能力测试”,这么说吧,大概是在2015~2016年间这个测试就已经成功通过了,问题来了,为什么这个十几年前的测试怎么还能把F-35再次送上热榜呢?

答案很简单,过了电磁脉冲生存测试的F-35竟然不能电磁弹射,而最大的原因就是电弹的电磁干扰!连F/A-18都能上电弹起飞,这架经过了严格“电磁脉冲生存能力测试”的F-35竟然不能?这到底是电磁弹射的问题呢?还是F-35的问题?本文就来严肃的讨论一下!
F-35过电磁脉冲生存测试:国产战机测试只会更严格
F-35这个破事是《中国国防报》科普“电磁脉冲生存能力测试”扯出来的,说的就是战机在强电磁脉冲下的生存能力,之所以要做这个测试,因为战时可能会遭遇电磁脉冲武器或者微波武器的打击,一般战机的电磁脉冲测试会在原型机完整总装、全部航电/武器系统配齐、定型试飞前完成。

事实上战机的“电磁脉冲生存能力测试”是分很多阶段的,比如各电子设备单板单独做EMP脉冲注入,淘汰脆弱芯片、增加防护电路,这个样机阶段就开展了。机载设备比如雷达、飞控计算机、光电、通信等分装设备都会单独进脉冲暗室,施加标准HEMP脉冲;然后是航电总线、线缆束、配电系统联合脉冲注入,排查线缆耦合感应高压。
电磁脉冲测试生存能力测试的各个阶段标准是不一样的,本文就讨论最后阶段的整机测试,F-35的这张照片指的就是最后的整机测试。很多朋友就HEMP对战机的危害不太理解,这个电磁波破坏力有那么大吗?
其实可以用微波炉对手机的作用来辅助理解,一台手机放进微波炉里关上门,高功率几秒钟手机就报废了,拿出来的时手机一点都不烫,微波炉虽然是通过微波导致水分子剧烈摩擦、碰撞,分子动能直接转化为热量,但这5秒的时间显然不足够加热,但破坏手机的不是加热,而是微波在手机内部芯片与电路上感应出的瞬间高压!

微波炉2.45GHz高频微波照射手机时,手机内部电路板、天线、金属排线都是导体,交变微波会在金属走线、芯片引脚、电容上耦合出高频感应电动势,瞬间产生几百伏甚至上千伏瞬时高压。手机芯片、内存、基带、屏幕驱动都是低压半导体(通常1.8V/3.3V供电),耐压极低,这种高压会直接击穿或者烧毁芯片内部的微电路,芯片就报废了,手机也就跟着完蛋了。
EMP是电磁脉冲英文的简写,指的是瞬时、宽频谱、超高场强的突发电磁辐射冲击波,持续时间仅纳秒~微秒级,其破坏方式和微波炉对手机的作用差不多,但是更具破坏力!EMP是依靠剧烈变化的强电磁场,在金属导体、线缆、电路板上感应出数千伏瞬时浪涌电压,专门击穿、烧毁半导体电子器件;对人体、机械结构无直接杀伤,只摧毁信息化电子系统。
核爆产生的是NEMP,高空核爆被称为HEMP,高空核爆有几个阶段,纳秒级E1和微秒级E2和毫秒级E3,破坏方式都不一样,E1主要是芯片,E2主要是PCB板,各种电子设备模组,E3则是电磁扰动,这个影响范围非常大,可能高达数千甚至上万平方公里,无差别冲击电机设备,甚至是电力设备也会因为地磁冲击感应出高压导致跳闸乃至烧毁。

前苏联当年的“大伊万”氢弹(低空核爆)爆炸时,200公里范围内所有电子设备全部报废,挪威芬兰等国近千公里外中短波通信设备中断1小时,电离层剧烈扰动;4000公里外的阿拉斯加美军雷达站也受到强烈干扰,持续10小时电磁杂波影响。
高空核爆影响范围更大,比如“大伊万”氢弹爆炸(5800万吨实际当量)也就在200公里破坏电子设备,之外基本是受到严重影响,但还不至于烧毁,不过当年的电子设备都是皮实耐操的电子管或者PN结很大的半导体,耐冲击能力很强,目前电子设备都是IC,性能好但耐冲击能力远不如当年的电子管设备。高空核爆的话只要100万吨当量,30公里高空,毁伤半径就能到1000公里范围。

综上所述,战机做抗EMP测试是必须的,而且一般做的是HEMP的E1阶段模拟测试,场强环境要求是50kV/m,多角度,多梯度,并且还要整机通电全功能运行,除了这些外还有如下这些要求:
条件:整机满配置、通电全功能运行,多角度、梯度场强(最高50kV/m)全域辐照;
判定标准:无硬件烧毁,干扰后可快速复位,飞控/火控核心功能不瘫痪;
周期:单架战机整机EMP测试持续数月,是全流程成本最高、规模最大的EMP测试。
战机防护EMP的原理是法拉第笼,战斗机本身的金属蒙皮就是防护EMP最好的装备,但战机并非一个整体,比如雷达、通信天线以及战机座舱,其他需要透波的复合材料蒙皮位置等,从这些“微波窗口”窜入的HEMP是否会被隔离就是“电磁脉冲生存能力测试”真正的目的。

战机过不了“电磁脉冲生存能力测试”是无法量产的,国产的战机也必须要通过抗EMP冲击测试,标准也类似,在测试完后的试飞阶段还会叠加复杂电磁对抗试飞,模拟实战叠加电磁脉冲、微波干扰环境,验证真实飞行状态下的抗冲击能力,作为定型补充佐证。
F-35过了电磁脉冲生存测试: 为何过不了电磁弹射
F-35至今已生产了1000多架,肯定是过了“电磁脉冲生存能力测试”,要不然它也不可能进入美军现役,但是至今有一个难题无法解决,也就是从2019年就服役的F-35C至今都无法登上2017年进入海军序列的CVN-78“福特号”核动力航母完成电磁弹射。

中国在2025年11月5日服役的003航母“福建舰”都不知道已经弹射多少次歼-35了,中国的航母和战斗机晚服役了那么多年,竟然还拿了个全球首架完成电磁弹射的五代减载隐身战斗机,这么拗口的描述,原本该是F-35C的,美国海军曾经给出过F-35C为何无法上舰电弹的原因!
乍一看非常具有说服力,说法是这样的,因为CVN-78“福特号”航母的技术冻结在F-35出现之前,并且F-35C是F-35系列中出现最晚的那款,2010年才首飞,“福特号”航母结构确定了,所以在航母服役时并未准备好支持F-35C上舰以及常规维护等相关的设计,所以F-35C暂时不能上舰,这个工作将在后续的CVN-79“肯尼迪号”上体现。
是不是很有道理?但是1980年3月15日下水1982年3月13日服役的CVN-70“卡尔·文森号”却早已经在2021年8月完成了F-35C的搭载,并且已经在印太部署了。2022年1月份,一架F-35C因为在降落时滑出跑道,坠入南海的就是卡尔文森号,当年这个事情闹得沸沸扬扬,全球媒体连篇累牍的报道,搞得美军好不尴尬,原本是想来南海耀武扬威,结果掉海里了,损失1个多亿!

1980年代的航母都能上F-35C,福特号为什么不行?从2017年服役开始到2022年才第一次实战化部署,整整5年时间,据说福特号一直在修电磁弹射器,连续6天都不能弹射、四条弹射器全部故障就发生在2020年6月2日,电力处理单元复位时出现连锁故障,4条电磁弹射全部锁死,无法放飞舰载机,一直到6月7日上午修复完成、重启弹射作业。
不过F-35C的故障率高倒是和F-35C无法上舰弹射没啥关系,据Quora以及多个社交媒体上的披露的消息,F-35C无法上舰是因为福特号的电弹在弹射时电磁泄露严重,F-35C无法和福特号电弹电磁兼容,因为电磁弹射依靠直线电机线圈瞬时超大电流产生强交变电磁场,轨道、甲板开口会存在明显磁场泄漏。
F-35C使用了大量碳纤维隐身蒙皮屏蔽效果比F/A-18E/F的金属机身要弱很多,机载APG-81雷达、电子战、导航总线对瞬时电磁冲击耐受阈值比较低;陆地模拟测试中弹射峰值电磁场会诱发显示黑屏,甚至导致系统临时重启。数据链、敌我识别短暂失锁; 弹射离舰阶段是低速低空临界状态,航电临时失效存在严重安全风险,这是美军不敢直接常态化重载弹射F-35C的真正原因。

这个看起来是因为F-35C的“电磁脉冲生存能力测试”没有做好?不过看起来并不是,因为据公开能查到的数据是EMALS(电磁弹射器)弹射产生的甲板电场并不是HEMP那种瞬时冲击,从电磁弹射的原理分析,频段、波形、量级对比都没法和HEMP相比,可能是低频连续交变电磁场造成F-35C机载电子系统瞬时功能紊乱,相对于HEMP,这个可能更接近于微波炉效应。
无论是F-35C有问题还是电磁弹射有问题,美军这主战装备中必定有一个是有问题的,从电磁弹射器装备后给出的报告中来看,电弹的问题相当大,当年设计的硬性指标是4166次弹射/1次故障,蒸汽弹射是800次/1次故障,但2021年实测是8157次弹射,总故障30次,MCBOMF(任务级严重故障之间平均弹射次数)为272次,连蒸弹都不如!
2022年时这个MCBOMF上升到614次,2023~2024时这个数据涨到了650次!进步很大啊,但是比蒸弹的数据还是要低,据美国海军内部报告指出,长期运行的MCBOMF的均值只有400次,如果是高强度工况这个数字还要降低。CVN-79肯尼迪号建造阶段同步修改配电、滤波硬件,估计会小幅提升,但不会出现大的改变。

电弹可能是屏蔽问题没做好,要么是开头槽位无法全部封闭电磁泄露,但是F/A-18E/F又没问题,这表示F-35C在轻量化时降低了电磁屏蔽要求,尽管这个设计在HEMP的微秒级E1电磁冲击下能通过测试,但在毫秒级E2和E3更长的电磁冲击中可能会出现问题。从这个角度来看,F-35C本身的的问题可能更大一些,因为MCBOMF数据与电磁泄露关系不大。
延伸阅读:F-35堪称是问题大合集:能玩到这个规模,也是奇迹
2026年7月初,美军在公开减载F-35C弹射视频时被网友发现,F-35C的座舱盖镀膜已经从以前的高大上的红金色变成了明晃晃的透明色,再次让F-35系列座舱盖镀膜脱落问题摆到了大家面前。这个问题最早是2015年引发,当年洛马为压缩成本,修改座舱盖密封胶配方,结果导致镀膜脱落。

不过这个密封胶只是诱因而已,真正根源的问题还是镀膜层与塑料基材的结合附着力不够,长期疲劳使用必然分层,洛马无法解决这个问题,只能不断更换座舱盖,这也是前不久GAO报告中F-35妥善率低至25%的原因之一。镀膜没有也没啥问题,不过就就是降低点隐身能力嘛,反正F-35隐身性能也不好,降低点也没事哈。
F-35可能是美军服役以来问题最多的战斗机之一,除了大家都知道的座舱镀膜问题外,还有战机隐身涂料的严重问题,在公开的资料中有相当多的照片显示舰载的F-35C已经“生锈”了,完全失去了银灰色的外观,变成了铁锈色斑块,这是隐身涂料在海洋环境下大面积变性导致的,其代价就是不断维护,成本极高,修补下就得几十万美元,全部涂一遍,都要快上千万美元。
除了隐身涂料外,前阵子还因为雷达问题引爆了全网舆论,根源是散热功率不够,AN/APG-85有源相控阵氮化镓雷达功率达到60~80KW以上,而F-35只能满足32KW的散热,结果就是雷达装上去用不了,要么就等着降功率版本出现,要么等洛马把散热功率的问题解决。

F-35的很多问题都是因为“三军通用”搞出来的,比如散热是因为单发+机内空间严重不足,导致改装都非常困难,而三军通用,海军舰载和海军陆战队垂直起降版都没有因为受力不同而重新设计,导致这两个版本结构出现裂纹,只能补强处理,但根源问题并没有解决。
F-35是各种问题,被网友揶揄为“肥电”,因为它高速性能不行,无法维持超音速巡航;隐身性能也不行,社交媒体上有美军飞行员吐槽起飞不久就被中国预警机发现了。机体还超重,为了减重又是各种高招,估计F-35C的电磁不兼容可能就是超重引发的无底线减重引发的。

6月份GAO(美国政府问责局)给出的报告就显示,F-35的“妥善率”只有25%,只有四分之一的战斗机拉出去就能执行既定的全部任务,而其他F-35不是在修就是在等待配件的途中!只是非常神奇的是,就这样的战斗机,还卖到了十几个国家,生产了1000多架!




