当我们着急等待歼20量产的时机时,如果说中国第一款隐身舰载机马上要开启下饺子模式了,你敢相信吗?

就在九月初,咱们央视发布了名为《砺剑》的宣传片,里面提到了航空工业112厂组装沈飞FC-31早期原理样机的过程,歼35的前身就是FC-31鹘鹰,这个原理样机出厂后就是FC-31的31001号机,说是歼35的样机也不为过。

在视频中,一线生产线上的装配工向我们展示了歼35家族包括FC-31独立国产战机之外的新装配工序,工人们将样机机身的两个分段进行对接,周边并没有巨大的驾驶结构和平台,仅有几个支架将战机机身撑起来,总装线看起来比较简单,不像以往战机装配那样,机翼、垂尾、机身等分很多小模块来拼装,有网友好奇了,不禁疑问——歼35今后的装配也这么敷衍了事吗?

其实懂行的朋友一眼就看出了这是我国最新的大型分段模块化制造方法,它是一下子将战机的主结构、机翼的主翼梁加工出来,不需要像以前那样用人工来连接机翼机身,这样战机机身应力集中区和结构弱点就会大大被削弱。

有人说,歼35全新的生产线装配技术,领先美国F35整整一代,这是真的吗?

我们继续从央视这种权威媒体挖掘一点信息,央视四台曾在《鲁健访谈》栏目中也播出了歼35机体结构件主承力框,包括沈飞601所也在航空科学技术杂志上公开了一篇关于歼35“增材制造技术“相关的文章。

文章里有一部分就提到了“无设计分离面连接的机翼—机身整体结构”,由这种尖端技术打造的铝合金加强框、翼梁整体件,相比之前可以使装配的零件减少50%,机件重量减少38%,翼根高度降低四分之一、制造效率提高十倍以上。根据这篇论文所讲,增材制造技术可以大幅度提高歼35战机的产能,大大减少工时。

额外提一下,目前我国战机从流水线上下线的速度已经超过美国,这可不是我们说的啊!

美国媒体《战区》统计了从2016年开始的这五六年间,中国空军服役的歼击机规模已经超过700架,而同期美国空军接装的规模仅有300架左右。这700架是怎么来的呢?

根据公开的开源资料显示,首先我们有一批次使用的俄发动机的歼10C,一共有78架,然后有5个批次用的是国产太行发动机,一个批次是40架。

除此之外,112厂也贡献了大头,因为我国空军采用的是每个旅列装44架歼16的编制,而已经有五到六个旅已经完成了满编,加上正在换装的旅以及试训和飞训,咱们空军列装的歼16加上歼16D的总数妥妥地超过300架。最后就是我国五代机歼20,根据媒体资料,目前从总线上生产出的歼20规模应该在130架左右的规模,美媒炒作的700架看来并非是空穴来风。

话说回来,歼35肯定是我们要大批次量产的一款机型,如果上文提到的增材制造技术能运用在歼35的生产线上,作为未来我国航母的主力战机,空军的战机规模再翻一番不是问题。

回到这篇论文上,就不得不提起一个人,那就是在2021年新当选为中国工程院院士、也是航空工业首席专家王向明,增材制造技术就是他在杂志上刊登的名为《飞机新概念结构设计与工程应用》的文章,下面我详细带大家深入了解这篇论文,争取说得通俗易懂。

王院士在文中提到,传统喷气式飞机有这样几个问题,因为零件数量多导致飞机质量增加、危险的部位也随之增多,各个零件的疲劳开裂导致飞机故障几乎占外部损伤的80%,生产出的飞机往往还会超出图纸设计重量的8%至20%,像美F-35就超重640公斤以上,美空军还专门投入3.5亿美元对战机零件进行抗疲劳工艺改进,即使这样传统飞机的生产工艺几乎达到了天花板。

除此之外,一架飞机的装配会涉及数万个零件、要采用百种制造工艺,零件间还要用铆接、螺接进行连接,这样又会导致飞机结构搭接繁杂,不仅后期维修麻烦,最大的一个问题是,如此多的工序也会限制生产线上的产能。对此王院士在论文中提到了一个最关键的点,那就是“新概念结构”,涉及三个方面,分别是设计与制造一体化,增材制造和工程化验证。

为什么文中说新概念结构能够有望突破传统飞机结构的天花板?

论文第一个重点就是“无设计分离面连接的机翼-机身整体结构”。

它是采用“多约束协同设计模式”,也就是将材料、制造、成本和结构几方面综合考虑进去,传统的机翼和机身是分开的,而这种方法能直接制造出不需要接头连接的机翼整体大部件,好处还有就是我上面提到过的,这里再给大家粗略看下,

好,我们看第二个重点——“带平衡机构的高颤振铰链式平尾结构”。

其中颤振是由于气流引起机身的振动发散,平尾是保障飞机平衡和安全的关键部件,而颤振发散严重就会导致飞机坠毁,传统飞机为了解决这一难题,除了用很大的安装空间将平尾与机身直接相连外,还会增加负重辅助调节,这样飞机的负重又增加了。

对此王院士提出了“高颤振平尾结构一体化”,这种技术能将飞机平尾重量减少17%,还能降低机身传载95%,节约了空间又提高了气动和隐身性能。

最后一个重点就是“飞机增材制造整体结构”。

2014年美国就将增材制造列为重大颠覆性的技术,沈飞早在2003年与北京航空航天大学合作搞了这项技术,简单点说,增材制造就是将金属粉末、丝材用激光照射逐层熔覆沉积,然后借助CAD建模最终使其成为飞机零件。

这项技术可不简单,美国到现在还在研发阶段,主要是技术看起来谁都懂,但里面的各种疑难杂症很难处理,比如加工工程中的残余应力、零件变形、开裂等难题,论文提出了两个完善处理问题的办法,一个就是“大型复杂增材构件设计制造一体化“,能够使传统构件的零件减少67%,连接区域减重25%,寿命和承载能力也大幅度提高。

第二个就是”金属梯度复合结构设计方法“,这种方法能在同一个构件上实现多种金属材料的同时融合不排斥,大幅度提高了结构效率。

以上就是论文的全部内容,最后提一点,由于歼35还是采用的双发动机的布局,搭载的是推力11吨的WS-19,不像美F35C那样用的单台推力就可以达到18吨的F135发动机,双发战机的布局会导致机体内容量小、油耗大、起飞重量大等一系列缺点。

而在歼35采用新制造工艺后,相比于以往水压成型工艺,不仅仅是生产效率的提升,更重要在于负重的减少促使战机整体性能的提升。