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来自假想敌的馈赠——苏27的钛合金技术及时成就了歼10

2022-11-13 05:51:02
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战斗机要从二代升级为三代,先进的气动和高性能发动机只是一个方面,还必须要有高强度的轻质材料,否则一样达不到三代机对推重比的要求,铝合金虽然轻巧,但强度不足,不锈钢正好相反,强度有余,密度太大,用它们作为主要材料的战机,要么以减小体形来增加强度,要么降低机动性指标为代价获得更大起飞重量,因此二代机走了两个极端,要么是歼7、F5那样的小短腿加近视眼,又么是飞豹、F111那样呆萌的战轰,至于中间的歼8,在此不作讨论。


【资料图】

飞豹仍是二代的底子

钛合金是一种强度高、耐蚀性好、耐热性高同时又很轻巧的结构金属。 钛合金的密度一般在4.51克/立方厘米左右,仅为钢的60%,是碳纤维成熟前的主要航空减重材料,主要分为航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金,这里仅对后者展开论述。

60年代航空技术大爆发,涌现出了许多超前的优秀设计,恰恰是不成熟的钛合金材料拖了后腿,人们低估了它的难度,如满身黑科技的黑鸟就是因为钛合金不成熟变成了侦察机,成了战争的看客。女武神则相反,弄了一个弄巧成拙的蜂窝钢,结果不但轰炸机职位下岗,连侦察机都没得当,现在钛合金成熟了,它们能换材料重生吗!不能!一切都改变了,它们已经成为历史了,可见材料和发动机一样需要长期的积淀,欲速则不达,没有捷径可言。

幸亏当年不成熟的钛合金牵制了黑鸟

如果米格25用的是钛合金,苏联的三代机可能会提前十年到来,要知道气动是其强项,什么边条、翼身融合体对苏联都不是事,发动机不行可以用涡喷先顶着,基本的材料落后就不行了,主要材料可不是说换就换的,它对飞机重心有极大影响,有了这种用钛合金的超级米格25,苏联也就不会勒紧裤腰带追赶美国了,世界格局有可能因此改变。

钢机米格25

随着钛合金的不断成熟可靠,苏27钛合金的用量达到了机身质量的18%,当年我国对其仿制,需要攻克的最大难关就是钛合金,由于钛合金硬度极高,必须采用金刚石刀具,

我国20世纪60年代投产的歼七飞机的钛零件质量只有 9kg, 70年代歼八白天型飞机的钛零件质量增至 60kg, 80年代抓住歼8II研制的机遇,使飞机的钛用量达到总结构质量的 2% ,钛零件质量达到 93kg,歼10A的钛用量进一步增至 4%,歼10B据传达到了15%。侧卫带给歼10的不光有AL31FN发动机,还有整个的钛合金加工及焊接技术,虽然后来又有了更轻的碳纤维复合材料,但真正能承力的轻质材料仍然非钛合金莫属。

苏27的仿制惠及歼10良多

后来又有了3D打印技术,最大的受益者就是钛合金,取消了焊接过程中形成的应力缺陷,歼20及歼31均采用了大尺寸3D打印钛合金结构件,它们的钛用量达25%-30%,据说歼10B就趁着气动大手术的东风采用了整体钛合金结构件,因为这个它能进行间歇超音速巡航。如果早年的苏27有这种构件,也就不会有一路辛酸的补强史了。

F22的用钛量高达 39% ~ 41%

如果没有仿制苏27带来的钛合金技术飞跃,歼10也会晚生十年,中国的航空工业的发展说不定也会整体后推十年。

责任编辑:bH_07316
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