据日本媒体近日报道,三菱重工可能是日本未来战斗机的总承包商,这款战机一般被外界称做"F-3",用于代替目前服役的F-2战斗机。2020财年,为下一代战斗机专门拨款111亿日元,可能是为了支付给三菱重工启动概念设计工作的费用。IHI公司是唯一一家能够为大型双发动机战斗机提供动力的日本公司。在初步涉及工作中,涉及F-3将采用的先进复合材料,有日本军事专家对此寄予厚望,认为F-3战斗机未来凭借日本的材料研发优势,其性能必将胜过周边已存在的五代机,例如歼-20、苏-57。

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实际上,日本现役的F-2战机就被认为采用了全世界最先进的航空复合材料。根据日本公开的信息,F-2做到了首次在战斗机上采用共固化先进技术来制造机翼,即在自动调温炉内将复合材料的成型和加工工作汇总在一起,一体完成复合材料机翼的制造。采用这一新工艺加工的机翼部件光滑无缝,有利于减小气流干扰和阻力,改善飞机的气动性能。而且结构上的拼接少,减少了薄弱点,避免了过度的结构加强所必须的重量,而且更有利于载荷分布的连续性,在保证重量尽可能轻的前提下,保证具有较大的挂载能力。

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由于碳纤维复合材料中的纤维是交织存在的,当构件中的少量纤维断裂时,其所承受的载荷可以通过基体的受剪切来传递到其他未断裂的纤维上。这一点在受到钻孔之类的损伤的承受能力方面有突出的优势。例如现在的直升机旋翼普遍采用碳纤维复合材料制造,在旋翼叶片遭受战斗损伤时仍然可以继续工作。

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随着复合材料技术的发展,碳纤维复合材料在飞机上的应用范围也从雷达罩、整流罩等主要承受和传递局部启动载荷的次要构件逐渐向承受主要应力的结构件迈进。例如在波音777飞机上,复合材料的用量比重为11%,但是到了波音787上比重就升高到了50%。

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日本的航空复合材料研发制造能力确实是世界顶尖的,但迷信靠这种材料就能拥有蔑视群雄的超优异战机,则纯属自欺欺人。因为没有任何一种材料是完美无缺的,碳纤维复合材料的冲击韧性差,抗冲击载荷的能力比较差,甚至低能力的慢速冲击也可能导致复合材料的内部出现分层等损伤。这主要是因为碳纤维复合材料的分层结构決定了其层间强度低,从而迅速降低其承载能力