近日，有媒體公開了一組殲20的最新照片，此次公布的照片都是底漆狀態(tài)的殲20并且清晰度都比較高。此次曝光中的殲20戰(zhàn)機(jī)，在包括機(jī)身、機(jī)翼、垂尾、進(jìn)氣口以及鴨翼部分都擁有明顯顏色不同的復(fù)合材料窗口。
有人可能會問，殲-20使用多少比例的復(fù)合材料？現(xiàn)代隱身戰(zhàn)機(jī)機(jī)身大量使用鈦合金等復(fù)合材料已經(jīng)不是秘密。新型復(fù)合材料質(zhì)量輕韌性高，對于提高現(xiàn)代隱身戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動性和其他性能指標(biāo)至關(guān)重要。美國F22機(jī)身復(fù)合材料使用率達(dá)到了26%左右。為了提高機(jī)翼性能，其機(jī)翼復(fù)合材料使用率高達(dá)95%左右，大量復(fù)合材料使用在提高戰(zhàn)機(jī)性能的同時，也致使改型戰(zhàn)機(jī)造價長期居高不下。
殲20作為一款性能最為先進(jìn)五代隱身戰(zhàn)機(jī)，大量使用復(fù)合材料是毋庸置疑的，但具體使用多大比例沒有具體數(shù)據(jù)。據(jù)有關(guān)專家透露，殲20復(fù)合材料使用比率達(dá)到了20%左右。有人問為什么不使用更高比例的復(fù)合材料？其實這是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，關(guān)乎復(fù)合材料設(shè)計、生產(chǎn)、制造等多個環(huán)節(jié)。所以戰(zhàn)機(jī)增加復(fù)合材料比例不是一件簡單的事。
專家指出，復(fù)合材料應(yīng)用到戰(zhàn)機(jī)上，需要綜合考慮復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能的可設(shè)計性和結(jié)構(gòu)成型與材料成型技術(shù)等。大家都說F22是溫室的戰(zhàn)機(jī)，對環(huán)境保養(yǎng)等要求非常高，就連機(jī)身材料填縫都是白銀制成的。這款戰(zhàn)機(jī)除了殺雞儆猴在敘利亞進(jìn)行了反恐作戰(zhàn)實踐之外，至今也沒有經(jīng)過大的實戰(zhàn)檢驗。一種復(fù)合材料制造使用可能涉及設(shè)計、應(yīng)力分析、材料和工藝、制造、質(zhì)量控制、后勤保障工程（可靠性、維護(hù)性和生存性）和成本估算等，所以這是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。我國在高端復(fù)合材料設(shè)計制造方面總體上還處于追趕的上升階段。目前我們在復(fù)合材料方面與國際先進(jìn)水平還有不小差距。
所以殲20復(fù)合材料使用率能夠達(dá)到20%已經(jīng)是一個很不錯的成就。復(fù)合材料使用率成為衡量未來戰(zhàn)機(jī)性能的一個重要指標(biāo)，殲20以及未來戰(zhàn)機(jī)不斷加大新材料使用比率將是新趨勢。
殲20使用了哪些復(fù)合材料？
從殲20的照片，到處可見到基礎(chǔ)工業(yè)、裝備制造業(yè)水平、材料科學(xué)、電子科學(xué)等各個方面取得了質(zhì)變的跡象和結(jié)論。殲20采用的氣泡式整體座艙蓋，其材料是高分子聚碳酸酯材料。機(jī)身墨綠色，完全不同于三代機(jī)的黃皮機(jī)，是采用了復(fù)合材料和隱身涂料。發(fā)動機(jī)尾噴口采用了耐超高溫的羰基陶瓷與金屬整體復(fù)合材料。殲20機(jī)身比起T50無見任何外露式天線和光電雷達(dá)端口，保證隱形性能，這是采用了光電雷達(dá)在機(jī)身環(huán)形隱蔽布置，分布數(shù)據(jù)整體集合成像先進(jìn)技術(shù)的特征，也是電子技術(shù)質(zhì)變的一個特征。殲20機(jī)身極長，機(jī)內(nèi)主承重梁必然采用了高強(qiáng)度、低重量、高難加工、需要N萬噸壓力成型機(jī)才能加工成型的鈦合金主梁。殲20氣動設(shè)計中巨量的風(fēng)洞吹風(fēng)和計算，則依賴于大型超級計算機(jī)。
高性能碳纖維復(fù)合材料
碳纖維復(fù)合材料在軍事航空領(lǐng)域到底有多么重要的作用呢？據(jù)悉，將復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)機(jī)機(jī)身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了明顯的減重作用，大大提高了抗疲勞、耐腐蝕等性能。數(shù)據(jù)顯示采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的前機(jī)身段，可比金屬結(jié)構(gòu)減輕質(zhì)量31.5%，減少零件61.5%，減少緊固件61.3%；復(fù)合材料垂直安定面可減輕質(zhì)量32.24%。
美國第四代戰(zhàn)斗機(jī)F22采用了約24%的碳纖維復(fù)合材料，從而使該戰(zhàn)機(jī)具有超高音速巡航、超視距作戰(zhàn)、高機(jī)動性和隱身等特性。美國防部在“面向21世紀(jì)國防需求的材料研究”報告中強(qiáng)調(diào)，“到2020年，只有復(fù)合材料才有潛力使裝備獲得20-25%的性能提升”。
新型復(fù)合材料對軍用航空的有重要意義。據(jù)媒體報道，中復(fù)神鷹率先在國內(nèi)建成了首條基于干噴濕紡工藝的碳纖維生產(chǎn)線，實現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。其T800碳纖維生產(chǎn)線規(guī)模擴(kuò)大到百噸級，有進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)能力的潛力，屆時將真正實現(xiàn)中國高強(qiáng)度中等模量碳纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)中國碳纖維行業(yè)的戰(zhàn)略破局。
殲20要達(dá)到超音速巡航，除了性能優(yōu)異的大推力發(fā)動機(jī)外，使用碳纖維復(fù)合材料實現(xiàn)減重，也對性能指標(biāo)的實現(xiàn)有極大的幫助。空重17噸的殲20戰(zhàn)斗機(jī)如果使用30%以上的復(fù)合材料，減輕的重量可以增加載油量或載彈量。
殲20的出現(xiàn)，并不僅僅是中國戰(zhàn)機(jī)的一個里程碑，更是中國整個基礎(chǔ)工業(yè)、裝備制造業(yè)、材料科學(xué)、電子科學(xué)等各個相關(guān)領(lǐng)域的一個重大突破。殲20要想在未來實現(xiàn)超音速巡航性能，除了大推力發(fā)動機(jī)以外，必須還要使用復(fù)合材料為戰(zhàn)機(jī)減重，這在中國缺乏大功率發(fā)動機(jī)的現(xiàn)實下，具有很大意義。（來源：搜狐網(wǎng)）
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發(fā)表于 2018-9-27 14:05:17
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