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專題報告

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中國重型艦載機,殲15生產線首次曝光:大量使用復合材料,戰機減重30%

      殲15生產線罕見亮相,展示了生產相關的工藝與設備。與我們印象里繁忙的生產線不同,戰機的生產車間甚至有點冷清,那是因為大量工作,都已經由一排排巨大的數控機床來完成。中國殲15艦載機生產線公開亮相,讓人比較意外的是,沒有熱火朝天、人潮涌動的畫面,出現的反而是一排排干凈整潔、科幻度爆表的自動化數控機床。從這些生產設施,我們也能一窺我國航空生產水平到底如何。

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殲15性能不俗,那造一架耗時多久?

      殲15戰斗機是中國首款艦載戰斗機,也是目前全世界少有的遠程作戰、對空對地攻擊的重型艦載機。在所有現役艦載戰斗機當中,殲15的空重和最大起飛重量,都位于世界第一。

      飛機尺寸大,掛點多,能力強,全機一共12個掛點,能夠掛載大量空對空導彈,空對地導彈,空艦導彈,精確制導炸彈等。機腹2個串聯掛點,可以組合起來掛載一枚8米長重4噸級別的超大型導彈,是目前世界各國攻擊能力最強的艦載機,超過美國海軍的F/A-18E/F超級大黃蜂以及F-35C隱身戰斗機,也大大優于法國陣風M艦載機。

      殲15雷達直徑達到了1米直徑,可以安裝巨大的雷達天線獲得無與倫比的探測優勢,這也是該機能力的一大亮點。

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      對于一架戰斗機而言,它的誕生一共分為三個部分,按照時間順序分別是設計,制造和試飛,殲15戰斗機的設計由航空工業沈飛飛機研究所完成,制造則由沈陽飛機工業集團公司完成,試飛則由沈飛的試飛站負責,其中耗時最多的就是制造過程。

      按照國際慣例,一架戰斗機從備料開始到制造完成,大約需要2年左右的時間,制造過程大體分為零件制造,部裝和總裝,視頻中殲15生產線,展出了3個部分,第一部分是CNC數控加工車間,第二部分是復合材料加工中心,最后一個部分是飛機部裝和總裝生產線。
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打造殲15,不再用錘敲與人海戰術了
      加工時間最長的部分,就是數控加工中心和復材加工中心,這也和世界航空技術發展相關。
      大家都知道,殲15是一款三代戰斗機改型,該機主要采用鋁合金和鈦合金材料,為了降低飛機空重提高飛行性能,也大量采用昂貴的復合材料,尤其是高強度碳纖維加強復合材料,假如設計得到,相比鋁合金零件,能減重20%甚至30%,提高性能非常可觀。
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加工交給數控機床后,整個車間甚至有點冷清

      傳統飛機制造廠,薄壁鈑金零件占據很高的比例,制造大多采用模態彎曲擠壓薄板等辦法,后續加上人工修剪,普遍勞動強度很大,有的零件由于外形過于簡單,僅僅提供單邊模態,工人要很辛苦的將薄板砸成各種各樣的曲面零件,這在中國戰斗機制造歷史上,并不罕見。

      最近20年,鈑金零件比例越來越少,主要原因是數控零件和復合材料零件的快速增加,吃掉了大部分的鈑金零件比例,而且隨著時間的推移,隱身戰斗機生產線的鈑金零件會進一步縮減。
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大尺寸數控機床,可以加工超大尺寸的一體化部件

      數控加工中心大量機床密密麻麻排列,地面一塵不染,能看出良好的管理,實際上,更大的看點還是數控加工本身,中國二代戰斗機殲7和殲8時代,數控加工零件的總量占據了總結構零件的20%不到,但是到了三代機時代,數控件的比例則暴漲到了50%,采用數控加工的主要原因是零件剛度好,形狀復雜,精度要求高,而且加工難度大,數控機床的數量也是衡量一款戰斗機先進與否的一個標尺。

大量使用復合材料,戰機減重30%
      另外一個特別罕見的部分則是復材加工中心,該中心負責加工飛機的復合材料零件,按照復材零件的分類,大多分為高強度碳纖維加強零件,玻璃鋼零件,還有蜂窩夾心零件,前者用于飛機的機翼,平尾和垂尾,玻璃鋼零件常用于飛機的天線罩,蜂窩夾心零件用在控制舵面上更多
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      其中以碳纖維加強零件最多和最出名,原因是10多倍鋼鐵的【比強度】,也是目前高強度低密度材料中最亮眼的一種,目前世界各國先進飛機普遍采用T-700和T-800高強度碳纖維制造零件,中國最近些年在自主研發高性能碳纖維上取得了重大突破,也達到了世界強國完全同步,這是中國不斷制造先進戰斗機的基礎物質保證。
      復合材料雖然很輕很強,但生產條件也非同尋常。碳纖維造價是鋁合金的很多倍,加工制造復雜,零件價格也比鋁合金貴許多。
      而且加工過程中,對于工藝參數的控制非常嚴格,稍有不慎,則完全報廢,代價巨大,對于復合材料制造而言,車間內必須24小時空調,保證恒溫恒濕,這都需要巨大的投入與完善的管理。
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F-35的復合材料比例【綠色】,已經非常高,我國在該領域也沒落后
      前看來,關于殲15的碳纖維零件生產,我國已經實現體系化、規模化,可以為國產艦載機打造一身“金皮鐵骨”。
      一座巨大的艦載機產房背后,我們看到了國家工業的迭代與進步,看到了現代化生產與傳統印象的巨大差別。沒有沾滿油漬的粗糙設備,沒有汗流浹背的師傅,一群新時代的航空人,只需要行走在整潔的巨型機床之間,輸入幾個參數,就能高質量的快速生產戰斗機,這就是現代化國家的工業實力。

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源:帥先觀察

此文由中國復合材料工業協會搜集自網絡,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。


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