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殲20的空重為何比F22輕30% 原來用了這三項"黑科技"
送交者: 一劍破天 2021年02月01日17:51:59 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  圖註:公開信息表明,我國殲-20的空機重量被成功的控制在15噸級,與之相比,美國F-22的空重在19噸左右

  根據公開信息表明,我國殲-20的空機重量被成功的控制在15噸級,與之相比,美國F-22的空重則達19噸級左右。究其原因,主要是因為F-22研製年代較早,研製期間(主要是20世紀90年代),很多製造新技術、新工藝還遠未成熟,受技術水平限制,重量較大。殲-20則由於採用了諸多新技術,空重相對較小。

  新設備較西方先進

  F-22的機身和機翼承力結構,在其研製時期能做的技術選擇較少,主要依賴鍛造和鑄造加工等手段。

  當時西方所擁有的大型模鍛壓機噸位均在4-6萬噸級,而F-22機身承力框體的尺寸可達3-5平方米,主承力框體更大,這遠超出了這些模鍛機的加工能力。美國只好將一個框體分成幾個部分,分別鍛造,然後採用電子束焊等手段將其拼接。鍛造加工的零件雖然組織均勻,力學性能較好,但加工精度不高,體積、重量仍偏大。而焊接時,焊縫處力學性能較差,拼接位置必須在鍛造時就留出較大強度餘量,這進一步增大了該部位的體積和重量。

  以鑄造加工製造的鑄件,由於高溫金屬流體在進入鑄模時,和空腔中的空氣以及鑄模本體產生的蒸汽等因素作用,容易產生氣泡、沙眼、疏鬆等缺陷,為了避免這些缺陷影響構件強度,設計餘量都比較大。這導致了鑄件體積、重量明顯比鍛件大。

  我國殲-20於2007年前後正式開始研製,比2005年裝備美空軍的F-22,有技術上的巨大後發優勢。

  圖註:美國F-22戰機由於生產時間較早,水平技術有限,其空重相比於中國的殲-20要重

  在新設備方面,我國在陝西閻良和四川德陽兩地建設了世界上最大的模鍛壓機,達8萬噸級,配套的還有多台位於閻良等地4萬噸級的模鍛壓機,以及位於多地區的多台數萬噸級的拉伸機、擠壓機和一些新型鑄造設備,其比西方研製F-22時的設備要先進許多,用其鑄造的機體構件,明顯具有重量輕、結構強等優點。

  新技術成就斐然

  在新的技術手段方面,我國在液態金屬電磁約束成形技術,金屬超塑成形技術和金屬3D打印技術三方面,取得了令人矚目的成就。

  第一,液態金屬電磁約束成形技術,是將電磁場用於金屬材料的熔化精煉和約束成形熔體等加工過程。該技術不但可以有效提高構件強度、尺寸精度和表面質量,還可以明顯降低了構件的體積、重量,生產效率也有提高。中航集團利用它,一次成型加工出帶S型轉彎的殲-10飛機整體式鈦合金進氣道等大型承力結構,基本無需後續加工。同時,還將其推廣用於殲-10B/C、殲-20等飛機,並用於航空發動機渦輪葉片等高溫端零、部件的製造,有效降低了戰機的空重。

  第二,金屬超塑成形技術,是一種整體結構成形的工藝技術。這類技術與一般的機械加工相比,具有尺寸精度高,生產周期短,製造成本低,減重效果明顯,結構完整性較高,結構設計自由度增大等優點。目前,我國多家單位已經完成相關技術的工程化工作並在國內航空航天領域內實現了批產應用:從飛豹飛機開始,各型飛機均有使用。其應用領域包括飛機機翼、垂尾、操縱舵、艙門、口蓋、骨架、發動機風扇葉片、燃料貯箱等。

  第三,金屬3D打印技術,是一種通過材料逐層添加堆積、實現構件無模成形的數字化製造技術。我國目前已形成體繫結構完整的3D 打印技術體系,在許多領域達到國際先進水平,其已廣泛應用於中國殲-15、殲-20、“鶻鷹”等的製造。利用3D打印技術生產的零、部件,力學性能與鍛件相當甚至超出,尺寸精度高,而體積重量則明顯更小。例如,《科技日報》今年7月11日報道,我國最近試飛成功的C919中型客機,其機身部段的機翼上、下緣條及前後三叉接頭,採用傳統鍛造生產重達1607千克,而採用國產設備進行3D打印則只有136千克,減重效果明顯。

  圖註:中國C919中型客機,其機身部段的機翼上、下緣條及前後三叉接頭,採用傳統鍛造生產重達1607千克,而採用國產設備進行3D打印則只有136千克,減重效果明顯

  結語

  殲-20空重相比於F-22要小,一方面表明了中國在航天、飛機等研究製造領域的飛速發展和巨大成就,後來者居上;另一方面,也意味着殲-20在機動性等方面,相比於同級飛機而言,更具優勢,作戰能力更強。


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  殲20的空重為何比F22輕30%,太誇張了點吧!  /無內容 - 大智本行 02/03/21 (155)
    充其量25%左右,估計大約在20%左右,F22空重19.7噸  /無內容 - 大智本行 02/03/21 (138)
      殲20空重原本19.391噸,最多減4-5噸,說是15噸量級  /無內容 - 大智本行 02/03/21 (132)
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