殲20結構為何如此昂貴？最大能承受350噸以上重量！

圖：殲20結構的真實極限至少能承受350噸以上載荷

通常來說，現代戰鬥機的最大使用過載在7-9G之間——也就是在極限盤旋的過程中，飛機能夠產生自身7-9倍的升力形成足夠的向心力，保證飛機完成盤旋動作。順便再強調一句，這世上木有真正的離心力，離心力只是慣性的體現！

但是飛機的結構在飛行過程中要經歷反覆的高壓力和各種變形——比如殲7、8這樣的二代機，每平方米最多承受7500公斤壓力，而三代機的數字通常達到9300-9500公斤。因此它們的結構必然會不斷的反覆變形，並在萌生裂紋後不斷擴張。

圖：戰鬥機在進行這樣盤旋時，需要自身7-9倍的升力，而且還要有額外的一半結構強度冗餘保證安全

所以為了保證飛機的安全、特別是長時間使用的壽命安全；一般情況下，一個飛機給出了9G的使用過載，那還得在機身機構強度上留出至少額外50%的冗餘；這樣即使是飛行員太生猛，飛控一時反應不過來，讓飛機超出了9G的極限，也不會立刻讓飛機出現不可恢復的變形損壞、乃至直接解體。

比如用一個直觀但不甚嚴謹的簡化結論來說，一架戰鬥機，如果允許在16噸重量時進行9G過載機動的話；它的結構強度在9G狀態下就得撐的起144噸的載荷；但實際上，為了這飛機飛起來足夠保險而且耐操，真實的極限強度，得做到能撐起216噸！

圖：殲20暴露出來的框架等結構，無不異常強壯

比如以殲20這樣的飛機來說，從發動機推力和全機尺寸，以歐美先進三、五代制空戰機的設計規律推算；殲20的空戰重量（各國詳細標準不同，但一般是內油一半、帶空戰導彈）大概在25-26噸左右。換句話說，殲20的結構極限，能夠承受338-351噸的載荷。

包括F15、F16、殲10、陣風、蘇27、F22、殲20等絕大多數戰鬥機，都是遵循50%原則設計的；倒不是這個數字有啥特別的含義，純粹就是方便計算而從百年前流傳下來的航空設計傳統而已，又好算，留下的冗餘度又足夠大，重量代價也可以接受。

圖：毒！德味！大師！學習了！這個飛機比較高級！特別是飛控！

但是，德國主導研製下的颱風是個例外。這個飛機的冗餘只有40%。對於這點，德國自己的解釋是，因為颱風的飛控比較高級——意外進入超出9G的高載荷次數要少得多，因此對機身結構壽命的破壞性耗損要小得多，有40%就夠了。

但實際上，這是颱風結構設計完全失控帶來的直接惡果——而其原因，則是德國的航空設計經驗嚴重匱乏，結構設計水平低下。

這導致颱風戰鬥機的結構擁有歐洲一流的材料，歐洲一流的加工設備和工藝手段；但就是無法在良好協調戰鬥機結構的整體強度和剛度性能指標的基礎上，選用最合適的結構形式，達到造價和重量的最優化。

比如在結構件上，觀察颱風戰鬥機相關的生產車間、日常維護修理新聞照片，以及其各種公開的結構資料，可以得出結論；該機的鈑金件比例嚴重偏低，估算大概佔全機的20~30%左右，而一般三代機的比例比這個高的多，比如蘇27的鈑金件比例佔了60~70%左右。

實際上鈑金件和機加件的比例本身不是決定性的，但是這意味著一個很嚴重的問題：德國人吃不準飛機上哪些部件是可以將強度和剛度性能放的較低，於是為了保險起見，把這些部件全部做成機加件。最後的結果就是剛柔不能相濟，同時滿足高強低重的矛盾要求，全機結構超重；又不得不從整體上削弱強度，控制重量。

如果想第一時間獲取深度軍事分析文章、向作者提問互動、關注作者又在國內的專著文獻中挖掘到了哪些有意思的信息，請搜索並關注微信公眾號「候知健」或者「txzzhzj」。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！