大国重器歼20上也有碳纤维复合材料
说到大国重器,可能大家想到的都是我国的东风导弹和航母,诚然这两者当之无愧。其实还有一个国之重器,它就是我国自行研发生产的第五代战机——歼20,那你知道歼20上其实也有许多部件时碳纤维复合材料制作的么!
歼20上可用了不少碳纤维复合材料
碳纤维复合材料应用飞机上的几种实例,主要有机身、主翼、垂尾翼、平尾翼和蒙皮着几个部分,至于歼20上同样也会在这些部位有所使用,但是具体结构和使用数量这个我们不得而知。碳纤维复合材料应用在飞机上的优势可谓非常明显,减轻重量、提升强度、耐用好用。
首先是减重,碳纤维复合材料的密度只要1.7g/cm3,是钢材的1/3,即使是铝合金也比碳纤维复合材料重。数据显示采用复合材料结构的前机身段,可比金属结构减轻质量31.5%,减少零件61.5%,减少紧固件61.3%;复合材料垂直安定面可减轻质量32.24%。
其次是强度,碳纤维复合材料的强度是分品级的,拿T300来说,它的抗拉强度已经达到了3500MPa,而飞机上常用的T1000,它的抗拉强度可以达到7000MPa以上,这还不是强度最高的碳纤维复合材料。如此之高的强度,可以为飞机的整体性能提升巨大的助力。
另外想要像歼20这样的5代飞机具备更好的使用性能,更长的使用寿命,需要制造的材料自身具有较好的耐酸碱、耐腐蚀、耐盐雾、耐老化的性能。碳纤维复合材料在这方面的表现都比较好,这也是它能制作飞机蒙皮的重要原因之一。
歼20之前,碳纤维复合材料进口被日美限制
可能很多人不知道,我国的空军能够发展到如今的状态实属不易,在飞机研发和生产上走了太多的弯路。光碳纤维复合材料这一项,我们就被日美“卡脖子”多次。
碳纤维这个材料最初是从日本开始大规模生产并应用的,开始只是在体育用品上广泛应用,但是随着碳纤维材料研究的深入,它竟然具备如此巨大的潜力,在航空航天上的价值非比寻常。
也正是这个原因,日本和美国严禁该技术的出口,尤其是出口到我国。日本东丽、三菱、东邦几个碳纤维大公司几乎把持了全球60%以上的碳纤维原丝供应,我国想要购买低强度碳纤维原丝都非常艰难,更别说高强度碳纤维了。
好在国家重视碳纤维材料的研发和生产,投入了大量的人力和物力,在前几年将T1000碳纤维原丝的生产技术掌握在自己手里,同时将碳纤维复合材料的生产水平提高了很多。这才有了如今歼20上大规模使用碳纤维材料的事实。
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