不是科幻!他們能讓戰鬥機一點一點「長出來」!
是的你沒猜錯,3D列印技術。
但是,沒那麼簡單。
我國空軍的主力中堅:重型殲擊機
建軍90周年閱兵式上,129架國產戰鷹組成的空中分列式首次以戰鬥姿態接受祖國和人民的檢閱。其中,以殲11、殲15、殲16為代表的國產重型殲擊機梯隊不僅是閱兵空中方陣的主角,也在我國的空中力量中承擔著主力中堅的作用。
殲11B殲擊機在閱兵場上空釋放紅外干擾彈
那麼,重型殲擊機,是如何研發製造的呢?
3D列印技術,如何應用於其中?
9月11日央視新聞:探訪我國重型殲擊機
背景:重型殲擊機的國產化成就
GIF/1039K
央視記者:這裡是航空工業沈飛的試飛站的機庫,在我身後,就是我們國家自主研製的重型殲擊機殲11B,最大起飛重量可以三十噸左右,是一架名副其實的空中巨鷹。
這個黑色的部分是雷達罩,裡面裝了一台高性能的雷達,可以在幾百公里之外就發現目標。上面玻璃球狀的裝置,是光電雷達,可以在機頭雷達不開機的情況下,用光學和紅外的方式,發現目標、跟蹤目標、打擊目標。
GIF/1003K
央視記者:我們說殲11B是一種雙發重型殲擊機,就是說這架飛機,安裝了兩台發動機。我們現在在飛機進氣口的位置,可以自豪地說,裡面安裝的是兩台我國自主研發的大推力發動機,可以給殲11B提供強勁的動力。
GIF/1041K
央視記者:一般來說,殲11B作戰用的武器,會通過掛架掛載在機翼下方。在翼尖的位置,就一個掛架,可以掛載比較輕巧的空對空導彈,用於近距離廝殺。在機腹的位置,空間很空裕,可以用來掛載比較大的中遠程空對空導彈,打擊遠距離的目標,由於這種導彈打擊的目標都在飛行員視力範圍之外,也被稱為超視距作戰,這也是目前現代空戰的主流模式。這些武器系統都可以實現國產化。
除了動力系統、武器系統,殲11B的航電系統,也就是它的神經和大腦,也實現了完全國產化。可以說,它是一型屬於中國人自己的重型殲擊機。
在實現殲11B國產化的基礎之上呢,我們國家還開發出了很多新機型,比如說大家非常熟悉的艦載機殲15,它保留了殲11B優越的飛行性能,同時更加適應未來信息化條件下的戰場環境,在未來,這些重型殲擊機依舊將成為中國空中力量的中流砥柱。
打造空中巨鷹 新材料帶來新飛躍
新型戰機不斷湧現的背後,是我國殲擊機設計製造技術的新突破。像殲11B這樣的重型戰機雖然體格龐大,但為了提高性能,研製人員會為減輕它身上每一克的重量而努力。在飛機的生產線上,新材料的使用,正在讓這隻空中巨鷹戰力提升。
央視記者:這裡是航空工業沈飛的部裝車間,也是殲擊機製造過程當中最重要的車間之一,一架殲11B飛機正在進行組裝。飛機上的蒙皮,使用的是飛機上最廣泛應用的鋁合金材料。所以工人師傅給它塗上了黃色的底漆,正在組裝的殲11B飛機整體是黃色的呈現。但是它的尾翼卻是綠色的,採用的是一種高強度的複合材料,它強度很高,但重量卻很輕,可以為飛機減重,提高飛行性能。
航空工業沈飛複合材料製造中心副主任 梁祿忠:這是在做我們的鋪疊工序,你現在見到的是典型的一個航空複合材料。
GIF/998K
記者:我們手上拿的是什麼原材料?
航空工業沈飛複合材料製造中心副主任 梁祿忠:這是一個預浸料。一絲一絲的就是碳纖維,手碰上比較黏,這是未固化狀態的樹脂。
在這裡,碳纖維和樹脂被結合在一起,所以被稱為複合材料,不過,這軟綿綿的狀態,怎麼能實現高強度呢?
此時的樹脂是未固化狀態的。到熱壓罐裡頭,經過高溫高壓,發生化學反應形成大分子量的固化後的零件後,就會變成非常硬質的板材。
GIF/532K
複合材料鋪設
記者:燒完之後什麼樣?
航空工業沈飛複合材料製造中心副主任 梁祿忠:就像這種,已經非常堅硬了,並且這個過程是不可逆的,再加溫它不重新變軟。它的重量只有鋁合金的0.6左右,但是強度和鋼度比鋁合金還要高。
先進的複合材料不僅在殲11B這樣的軍用飛機上使用,在民用飛機上也大有用武之地。未來,更大規模地使用複合材料,也是下一代飛機的發展方向之一。
航空工業沈飛複合材料製造中心副主任 梁祿忠:一代飛機一代材料,以前的零件用金屬件,一個部件可能要幾千個零件組成。如果用上複合材料件,我們可以做非常大尺寸的整體零件。目前在我們民機項目上用量接近10%左右,未來可能會達到50%。
3D列印成為戰機研製新手段
航空工業作為高端製造業,一直在引領著製造技術的進步。目前,全新的3D列印技術正在成為人們改變製造業格局的希望。事實上,在中國戰鷹的身上,這種先進位造技術已經展開了廣泛的應用。
GIF/754K
這間特殊的車間,正在用獨特的方式生產飛機上的零部件。這種方式,被稱為激光增材製造,是我們常說的3D列印技術中的一種。通俗地理解,在這裡,材料不是切削打磨出來的,而是一點一點長出來的。
航空工業沈飛工藝研究所 李曉丹 博士:這個是設備的一個成型艙,每一次會有刮刀送過來一層粉,大概是幾十微米的。激光頭在上邊,會根據這一層的數模進行燒結,金屬粉末變成了固態的零件,就成型了。
就這樣,零件一層一層地生長,每層的厚度只有幾十微米,跟頭髮絲差不多粗細,這樣可以大幅提高生產的質量。比如,飛機上的接頭,使用傳統鑄造方式,非常粗糙,需要後續加工,而用3D列印製造,則光潔得多。
GIF/733K
航空工業沈飛工藝研究所 李曉丹 博士:直接成型就是這樣的零件,我們稍微做一下後續的處理,就可以應用。而且這個零件的性能,也比原來的零件有所提高。
還有這種多通管的這種接頭,原來是不能設計成這樣的,無法實現製造。現在有了增材製造技術,就可以把多層管路件設計成這樣,解放了設計。
除此之外,利用激光增材製造技術,還可以生產出傳統手段完全無法生產出來的零部件結構,比如,這是一個用新技術設計製造的飛機機翼的前緣,裡面布滿了像蜂窩一樣的結構。雖然它是一塊金屬材料,但可以拿在手裡,就像紙做的一樣輕,然而,它的強度卻不可小覷。
GIF/1311K
我國很早就開始了3D列印材料在殲擊機製造上的應用,馳騁大洋的艦載機殲15身上就有3D列印製造的材料。2014年曾在珠海航展上出現的我國的隱身殲擊機「鶻鷹」身上,更是大量採用了3D列印的材料。而這些琳琅滿目的列印出來的零件,未來也將讓中國的戰鷹飛得更快更高。
從殲11到殲16 國產重型戰機走向系列化
重型殲擊機因其出色的性能和極高的研製難度,被視為國家綜合國力的標誌。近年來,我國通過引進技術,消化吸收,逐步形成了獨立自主的重型殲擊機研發能力,通過閱兵式亮相的殲11、殲15和殲16,也標誌著我國的重型殲擊機走向了系列化發展的道路。
GIF/583K
作為我國殲擊機的主力型號,殲11B在各種重大任務當中正在擔綱空中的中堅力量。練兵場上,它是屢奪空戰桂冠「金頭盔」的狠角色,海上巡航護航,它是跨域出擊的排頭兵,憑藉重型殲擊機大體格帶來的持久的續航能力,祖國的東西南北各個空域海域,都可以看到它的身影。
以殲11為基礎改進而來的我國首款艦載機殲15,也已經成為中國海上力量新的形象代表,2012年,殲15首次成功著艦,到今天也已經過去了五年,這五年來,它也是突破重重困難,挺進遠海大洋,練就了全新的本領。
GIF/993K
航空工業瀋陽所總體氣動部部長 王奇濤:殲15成功著艦之後,我們設計團隊面臨的最大難點就是非正常條件下的著艦。比如最大重量的起飛、最大著艦重量的著艦、非對稱外掛的降落、夜間的航行。我們通過精確的計算模擬,設計出最合理的操作策略,和飛行員一起,把風險降到最低。
建軍90周年閱兵式上5機編隊的殲16
而在建軍九十周年的閱兵式上,全新研製的殲16戰機作為中國重型殲擊機的新成員也以戰鬥姿態首次亮相,它擁有強大的雷達和航電設備,看得遠,又能使用國產的精確制導武器,打得准,標誌著我國成為繼美、俄之後能夠獨立研製雙發重型多用途殲擊機的第三個國家。殲11、殲15、殲16這三個長相相似卻又各有本領的空中兄弟,正在擔負起中國海空力量的主力中堅。
我們緊跟世界先進技術砥礪前行,實現了飛機研製的跨代發展,殲擊機新機研製,從三代到四代的跨越,從有人(飛機)向無人(飛機)的跨越。也為我們航空工業的發展,奠定了一個堅實的基礎。
——中國工程院院士、航空工業殲15艦載機總設計師孫聰
點擊展開全文
※教師節禮物│一次師生共享的高科技體驗!
※艦船報國還是航空報國 應屆畢業的你想好了嗎?
※好糾結!七夕到底該不該去表白?
※海拔4411米!他們在呵護你離天堂最近的夢
TAG:國資小新 |