中國掌握這一尖端技術 先進武器井噴時代來臨
碳纖維，一個比較敏感的字眼，尤其對於中國來說。因為很多中國人或者華僑，因為這種超級軍用複合材料而被美國投入了監獄，而其原因就是購買或向中國出售這種材料。但最大的原因，就是西方對華禁運這種材料，而中國不能大批量生產合格的碳纖維。現在，好消息來了。5月26日，中國宣布，國內主要碳纖維製造商——中復神鷹碳纖維公司千噸級T800原絲生產線投產，從此這種先進材料在中國不再稀缺。
要談這個話題，還得先弄明白高性能碳纖維有何用途？實際上這是一種新型複合材料，它的優點是質量輕，比重不到鋼的1/4，但強度高，可以達到超高強度鋼材的13～20倍，同時還具有極佳的耐高溫耐腐蝕等特點，是近年來湧現的尖端複合材料，更是一些國防尖端項目所必需的新技術，因而在航空航天工業、國防軍工等領域應用最廣，被譽為軍工業界的「黑色黃金」。不過，這一技術在中國長期以來是短板，當前全球最先進的生產技術仍主要集中在日本東麗、美國赫氏、德國西格里集團等少量企業手中。正因為中國不能完全掌握這一技術，西方國家將其視為戰略性物資，對中國實行「禁運」和技術封鎖，所以在中國T800以上的相關材料成為缺貨。
也因為上述原因，對高性能碳纖維可能帶來的超級利潤的渴求，使得一些人士鋌而走險，千方百計從國外走私或另立名目進口。比如在2014年，就有一名江蘇籍商人被美國聯邦調查局以「釣魚執法」逮捕，當時美國FBI指控他的罪名是試圖購買5噸T800「武器級」碳纖維向中國走私，其具體牌號為T800-HB12000-50B。而與他洽談並向他提供樣品的所謂「美國出口商」，實際上是聯邦調查局特工假扮的。其實，這也並非單個事件，近年裡先後發生了多起類似案例，既有外國人也有華人，罪名均與企圖向中國出售這種材料有關。
由此來看，高性能碳纖維在中國潛在的市場有多大，據說一公斤的差價就有數百元。但最關鍵的是，我們必須了解它的具體用途。首先在民用方面，如各種先進的民用客機，包括B-787和A-350以及A-380，它們的複合材料用量已經達到50%以上；各種先進的體育用品，如釣魚竿、棒球杆、運動級自行車架、比賽帆船、滑板、籃球筐、網球拍等，現在應用也很多；在工業領域，如風力發電葉片、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
但最厲害的應用，還是軍用領域。在美國，最著名的應用就是第四代隱身戰機，據稱F-22的複合材料應用量達到24%，F-35更是達到驚人的35%。可是，名不見經傳的印度，卻似乎比美國還厲害，聲稱其LCA戰鬥機的複合材料用量高達40%，遠遠超過了美國。當然，在中國儘管這種材料很稀缺很金貴，但現在殲-11B和殲-11BS戰鬥機也已經廣泛使用軍用碳纖維材料，當然作為中國的第四代戰機，殲-20和殲-31的用量更大。而在法國，現在M51洲際導彈的發動機外殼，就全部使用高級碳纖維複合材料製作的，這為其帶來低重量高性能，有效射程有所提高。
那麼，在中國，目前的高級碳纖維複合材料的現狀是如何的呢？前幾年，一些企業宣布啟動了T800的生產線，但實際上均為年產百噸以下級別的，而且存在部分質量缺陷，也很不穩定。現在，中復碳纖維公司千噸級的投產，首次在國內實現了由百噸級T800原絲線向千噸級的跨越，實現T800原絲的產業化，這個進步說明中國完全掌握了其製造生產技術。不過，這只能算是國內領先，接下來還要突破T1000的相關技術，而這恐怕要到2020年前後才能實現。而在世界上，世界領先的日本企業，現在就大批量生產包括T700、T800、T1000、T1100在內的系列產品，這個差距不用再說想必也都明白了。
儘管如此，T800原絲的產業化，使得中國終於可以大批量且自由的應用碳纖維複合材料了。記得前不久中國的一架殲-20驗證機的裸照里，出現色彩明顯的變化，當時就有分析指出這是應用不同材料——金屬和複合材料的不同顏色而導致的效果，由此看來殲-20的複合材料用量並不大。究其原因，很可能與中國的航空碳纖維材料應用現狀分不開，猜測殲-20的實際應用比例可能不會超過15%——這與美國第四代戰機以及印度的LCA相比，差距可謂相當大。現在，T800原絲的產業化，今後大量複合材料部件的應用，可能意味著今後殲-20在減重和隱身上會有新的好消息。
當然，由於對高級碳纖維複合材料的應用研究在國內還並不廣泛，所以，T800以及更高性能的碳纖維未來具體的應用還有待探索，但是毫無疑問，這一先進複合材料在中國一定會取得更大的應用效果。如今，中國的國防武器研發已經到了「井噴」的階段，它們對於先進材料的渴求將促使高性能的碳纖維應用到更多的項目中，如東風-41洲際導彈、東風-ZF高超音速飛行器、「神龍」空天飛機、殲-20和殲-31以及轟-20戰機、DN-2/3反衛星導彈、SC-19反導導彈、「天宮二號」太空艙、新的長征-5～11運載火箭等等，未來將會大量出現國產高級複合材料的應用。
（軍評陳光文撰於2016.05.31） 歡迎關注 guangwen-chen 微信公眾號 以及 cgw316 微信號
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