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这种比黄金还贵的材料歼20用了20% 但仅为F22的一半

日期:2018-11-19 05:58

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  衡量飞机技术含量的新材料应用,国产飞机披露的数据很少。不过,在8月举行的2017年暑期院士专家系列科普讲坛上,中国著名航空材料学家、中国科学院院士曹春晓却罕见揭秘,歼20为代表的国产四代机,机体结构的钛合金和复合材料比例已有长足进步。

  钛合金是一种强度高、耐蚀性好、耐热性高的合金材料,上世纪50年代开始运用于作战飞机,这种合金堪称是比黄金还贵的金属,特别由于钛合金在焊接等加工工艺上存在极大的难度,其一般只用于作战飞机等国防高技术武器中,世界上钛合金加工经验最丰富的俄罗斯还用它来造核潜艇,堪称是“金鱼”。

  曹春晓院士在讲坛上披露,国产军用歼击机的钛用量也在不断提升。“我们歼8用钛很少是2%,歼10用钛4%,歼11用到15%,歼20用到20%,也算比较多。我们的运20跟美国的C-17是相近的,用钛量都是10%左右。”,由此可见歼20和歼31这两种国产四代机的钛用量比例是国内飞机最高的。

  然而,比起美国空军的四代机,国产战机的机体结构钛合金比例并不算高。“最高的记录是F22,这个飞机用了41%的钛,复合材料24%,铝合金只有15%,原来都是铝合金为主,现在是钛合金为主了。F35也不少,有27%的钛。”曹春晓院士拿出的数据,显示了中美四代机在钛合金比例上的差距。

  资料显示,歼20机体结构的钛合金应用比例还不及1972年首飞的美国F-15“鹰”式战机。F-15 的机体结构重量的 25.8% 为钛合金,发动机舱和机翼内侧的部位大量使用钛合金。三个主翼梁和与之连接的壁板、以及发动机舱都是钛合金结构,两台发动机间甚至采用钛合金防火墙,避免一台发动机起火后波及另一台。

  除了钛合金,航空复合材料是战机减重提升作战效能的另一种重要材料,这一材料运用上,国产战机进步明显。讲坛上,曹春晓院士披露,歼20(机体结构)的复合材料用到了29%,不仅超过了F22的24%,也比三代战斗机中机身复合材料比例最高,素有“超级塑料虫”美誉的F-18E/F战机的22%高不少。

  中美战机在机身钛合金比例上的差距,恐怕还是由于中国钛合金加工水平、良品率方面存在不足。2014年,曹春晓院士接受《中国航空报》采访时也提到,中国虽然是钛产量世界第一的国家,但钛材料批生产稳定性不足,只能称之为“钛合金大国”,距离“强国”还有距离。(作者署名:乌龙防务评论)

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