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中国军工行业将3D打印做到极致

导读: 之前就有报道称,歼31、歼20都大量采用了3D增材技术,它们的主梁都采用了钛合金一体成型技术,大大减轻了重量的同时,让战机结构更加牢固,飞大过载的时候更安全。

“为减轻飞机每一克重量而奋斗”,是全世界飞机设计师的格言。飞机在每一个设计阶段,都需要对全机进行严格的重量检查,飞机超重更费燃料,会缩短航程,降低爬升能力和机动性,还会增加起飞和着陆距离。

战斗机的减重比民用机更严格,俄罗斯在研制苏27时,就将减重和奖金直接挂钩,据传减重一克奖励10万。早在2012年时,网上就有高人放出消息:歼31战斗机减重卓有成效,奖金发得让人眼红。“卓有成效”这个词,表明估计少说也减重了数百公斤,有网友算了笔账,战机的价格若以克论,那么2克就相当于一克黄金。

看过电影《珍珠港》的不知道还记不记得其中一个镜头,为了飞让B-29轰炸机能更容易在航母上起飞,不但拆除了该机的机枪等一切不必要的零部件,飞行员起飞前还要先撒泡尿,一泡尿能有多重,但能减一分也是好的。

我国在战斗机的研制中,就特别重视减重,为了减重我军工一直在努力奋斗,长期以来因发动机不给力,基础材料又落后于国外先进水平,我军战机就特别重视减重。

我军歼7E战斗机据说成功减重了40公斤,这40公斤有什么用?它能让歼7E的转弯角速度提高将近1度,爬升速度提升超过3米/秒,能多装几十发航炮炮弹。

在歼10的研制之初,总师宋文骢就制定了严密的重量控制体系,在国内飞机研制上首创了重量承包责任制,每个零部件的重量都严格控制,最终使歼10的实际重量比原设计目标重量减轻了26公斤,创造了重量控制的最优纪录。

2017年9月11日,央视新闻频道专门花了11分钟报道了沈飞歼11B的生产情况,重点介绍了该机采用的新材料和3D打印新工艺。它不但表明传闻中歼11B复产的消息靠谱,且该机还进一步进行了优化。

作为歼11的第二个大改型号,歼11B不仅换装了国产航电、机载雷达、玻璃化座舱和太行发动机,该机还大量采用了轻质航空复合材料,获得了成吨级的减重。

节目中提到一种树脂复材,将它放到液压罐中经过高温高压,发生交联化学反应后,就会形成高分子固化,从而变成一个非常硬质的板材状态,其重量只有铝合金的0.6,但强度和刚度比铝合金还高,大量用于战机后有比较好的减重效果。

3D打印技术的应用更助力国产战鹰飞的更高更远,节目中介绍了一种多通道接头的制造,由于结构复杂,之前是不能设计成这样的,现在有了增材技术,就可以实现了。之前要用好几个管道实现的功能,通过3D打印一个只用一个轻便的多管道件就做到了,不但重量大减,体积更小巧,且是整体制造,更结实牢固。

类似新材料、新工艺在中国战斗机的制造中,已经开始大量应用,作为新质战斗力的歼10C、歼16和歼20,它们身上应用的复合材料的比例更大。之前就有报道称,歼31、歼20都大量采用了3D增材技术,它们的主梁都采用了钛合金一体成型技术,大大减轻了重量的同时,让战机结构更加牢固,飞大过载的时候更安全。

3D打印技术的到来,不仅让战机结构件更加轻质和牢固,同时还大大减少了浪费,制造成本进一步降低。2017年6月份,在央视的《开讲啦》节目中,歼15总设计师孙聪院士讲到:过去一个钛合金航空异型件,100公斤的材料,抠到最后,只有5公斤是有用的,95公斤都是铁屑扔掉了,而采用3D打印技术,可能只要6公斤,稍微一切削就可以使用了。

早在2013年1月18日,国务院就向中航工业“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”颁发了国家技术发明奖一等奖。那时候,我国已具备使用激光增材一次成型超过12㎡复杂钛合金结构件的技术能力,如今几年过去了应该更厉害了。生命不息,奋斗不止,为了让中国战鹰更敏捷,中国军工一直在努力!

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