歼-20若用3D打印推重比可追F-22弥补动力缺陷

中国1949年今天  7:17:35收藏

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把粉末状的原材料放进打印机，在激光的魔力作用下，你便能获得你想要的——从玩具、模型、文物赝品、汽车部件，直到人体器官。这梦幻的一幕，便是风靡全球、被英国《经济学人》认为“将推动实现第三次工业革命”的3D打印技术。

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人们普遍认为，美国引领着这场工业革命。而近期，从中国曝光的几则消息，却令世人大吃一惊。

把这些消息综合起来，证实了一个事实——中国已经成为目前世界上唯一掌握激光成型钛合金大型主承力构件制造技术、并付诸实际应用的国家。

凭借着钛合金3D打印技术，中国在航空材料领域，第一次走到了世界先进水平的前列。

中国尖端战机“井喷”的一大功臣

近日，在中国北京国际科技产业博览会上，中航工业与北京航空航天大学联合展示了获得2012年度“国家技术发明奖一等奖”的飞机钛合金大型整体关键构件激光成型技术，以及通过其生产出的一个5平方米钛合金加强框。

据外媒报道，3D打印技术正在被大面积用于中国正在研发中的首款航母舰载机歼-15、多用途战机歼-16、第五代重型战斗机歼-20、第五代中型战斗机歼-31，以及商飞的民用大飞机C919上。

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据央视新闻频道报道，歼-15总设计师孙聪在两会期间透露，钛合金和M100钢的3D打印技术，已被广泛用于歼-15的主承力部分，包括整个前起落架。

西北工业大学材料学院教授黄卫东的团队，曾制造出一根3米长的钛合金构件，作为C919机翼的重要部件。据他透露，中国发展能替代传统复杂制造工艺的3D打印技术，已有将近20年了。

其实，目前我国已具备了使用激光成型超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力。

3D打印技术的应用，大大加速了国产尖端战机的研发进度。依托激光钛合金成型造价低、速度快的特点，沈阳飞机工业集团在一年之内连续组装出歼-15、歼-16、歼-31等多型战斗机，并进行试飞。

最大好处是令战机性能获得巨大提升

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质量轻、强度高、耐高温的钛合金，是军用飞机的关键材料。然而，钛合金昂贵的价格与特殊的材料属性，导致使用传统锻造技术造出的零件，最大尺寸也不超过4.5平方米。

据沈阳飞机设计研究所副总设计师王向明介绍，钛合金要40万到50万元一吨，而传统工艺的材料利用率不到10%，如美国F-22战机的铸造钛合金主承力部件，95%的原料都会被作为废料切掉。“另外钛合金很粘，加工的时间又长又费钱。”

而激光钛合金成型技术，完全解决了难题。“加工1吨钛合金复杂构件，传统工艺的成本大约2500万元，而用激光3D快速成型技术仅130万元左右。”加之不需要制造专用的模具，原本相当于材料成本一到两倍的加工费用，现在只需原来的10%。

除了省时省钱，更重要的是，通过3D打印，结构复杂、特殊的钛合金构件可以一体成型，而无需一个个锻造出来再焊接在一起，大大提高了机身强度。

特别“给力”的是——据专家估计，F-22的钛合金锻件，如果使用中国的3D打印技术制造，在强度相当的情况下，重量最多可以减少40%。这将大大提高战机的推重比，令战机性能获得巨大提升。

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因此在理论上，中国现有的涡扇发动机，如果用在广泛应用3D打印技术生产的歼-20等第五代战机上，与F-22的推重比差距不会太大。这样一来，我国相对落后的发动机技术，就不会过于“拖后腿”了。

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歼20发动机WS-15推力很大：西方也承认超一流水准

枭龙FC-12012/5/23 7:17:37收藏

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说歼20比SU-27大，甚至超过美国F22，这已是不争的事实。起飞重量超过35吨的数据连美国军事专家都能估算出来，这也不是自吹自擂就能唬人的。如此庞大的机体用中国现有的发动机（J-10或J-11所用）似乎是不可能的了，而所谓有俄罗斯提供，那更是无稽之谈，因为中国根本就没有进口过四代机的发动机，由此看来，中国为四代机所配套的18吨推力的WS-15太行发动机研制成功，已是没有再争论的必要了。

从首飞发动机声音判断，绝对是新型的大涵道比发动机，它的涵道比超过歼10、SU27和F22三种战机。流传的视频显示了“歼-20”的起飞过程，从中看到，起飞时并没有看到发动机尾部的喷火，这足以显示中国“歼-20”的发动机喷口红外隐身技术已达到了世界一流。据资料显示，F-22同样使用了先进的红外隐身技术，通过喷流冷却矩形喷口，垂尾、平尾、尾撑向后延伸，可遮蔽发动机喷口的红外线辐射。在炽热喷流飞出尾喷口前就得到了降温，因而红外特征显著降低。而歼20的发动机喷口竟然如此完美，很多外军专家看后都表示不可思议。

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歼20用的发动机是WS-15大推力发动机！这点已毋庸置疑，但外界对该型发动机的性能表示怀疑，其中噪音最大的要数来自美国，在美国人眼里中国应该是一事无成才对，就凭中国闭门造车能够研制出最新一代航空发动机简直就是天方夜谭。果真如此吗，这只能说美国人高傲自大惯了，说句最通俗的话就是，美国的误判已经形成其的专利，没必要去争辩。

中国完全有能力制造出比美国更好的航空发动机。0早在09年某军刊就已在无形中泄露出，中国高推重比涡扇发动机核心机研制成功的消息，其中对推力矢量技术作了业内论证。在09年末某科技杂志的一篇题为“中国航空发动机获突破性进展，推重比大幅提高”的文章中，北京科技大学新金属材料国家重点实验室表示，具有中国独立自主知识产权的新一代航空航天发动机用材料、高温高性能高铌钛铝合金材料将步入产业化阶段。新型高温高性能高铌钛铝合金可以进一步提高涡扇叶片的耐高温能力，从而允许提高发动机进气口温度，进而增加发动机推力。

现今西方国家使用的耐高温材料为镍基耐高温合金，而中国研制出的新型高温高性能高铌钛铝合金，耐高温密度超过镍基高温合金的一半。这一技术将使中国航空航天发动机材料居世界领先水平，据介绍，高铌钛铝合金的应用，开辟了航空、航天、汽车等重要领域的新发展，使现有设备得到突破性发展。更为关键的是，由于高铌钛铝合金的密度大约是镍基合金的一半，使用它制造发动机高温部件，可以大大减轻发动机的重量，从而极大提高了发动机的推重比。

去年3月某报刊登了题为“中国最为先进军用航空发动机已试制交付2台”。文章说，由该公司动控所四室年轻的设计团队从研制生产到顺利交付用户2台目前国内技术最先进、功能最为复杂的某重点型号产品，文章最后一句令人兴奋，中国航空发动机决不会拖中国四代机的后腿。由此可以肯定，这歼20用的发动机就是它。

而就歼20试飞是在万众瞩目，且还有美国防长眼睛在盯着的情况下，能毫不犹豫一飞升天，说明了我们的发动机设计人员已有了充分的自信，这种自信将成为中国四代提前列装中国空军的一种保证，相信歼20试飞已经获得了很大的数据收获，同时为中国新一代战机和航空发动机打下坚实的烙印，向世界证明，中国军工世界一流，并有望与美英法争夺新一代航空发动机桂冠。

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综合作战能力 歼20战机已登上世界级宝座

发动机：t-50采用新型双向推力矢量发动机和全数字飞行线控系统，具有非常高的机动性能。而歼-20的发动机及其推力矢量装置很可能采用国产“太行”改进型发动机。f-22使用的f119发动机是推重比10一级的矢量喷口发动机，能够做到不开加力即可作超音速巡航，还为该机提供了超级机动能力的保证。

歼20一天三次出击创造新纪录

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武器挂载：f-22除了炮舱外，机身内部共有3个武器舱，内部安装了由edo公司研制的lau-142/a“阿姆拉姆”导弹垂直弹射发射器，可根据不同的作战任务，携带不同的弹药。俄官方声称，t-50的机载设备高度智能化，配备现代化的武器装备。

媒体推测称，t-50除了配备30毫米航空机关炮外，机身内部弹舱设有10个挂点。美国《航空周刊》报道称，歼-20应该可以搭载新式武器，尽管中国尚未讨论pl-12a雷达引导的中程空空导弹之后的研发计划，但有新消息表明相关工作正围绕着一些加强型武器展开。此外，该机还可能携载以pl-12为基础的冲压式喷气发动机的升级型pl-12d和pl-10中距空空导弹。

机载雷达：f-22采用先进的apg-77有源相控阵雷达，美国 apg-77雷达除了传统的雷达功能外，还集成了情报侦查、电子干扰、通信等功能，并支持无源定位探测能力。据俄罗斯《独立报》报道，试飞的 t-50没有第五代的主动电扫雷达，可能会在量产型上才会装备。而中国的歼-20据称装备了中国自行研发的国产相控阵雷达。

综合作战能力：据报道，中国歼-20的设计方案追求较高标准。它是一款具备先进隐身能力的多用途战机，以对付美军第五代战机f-22为主旨，其电子和火控系统至少具备与f-22相当的作战能力。f-22作为世界上第一架现役的五代战机，根据计算机模拟计算，其空战效能比在跨音速下提高了200%，超视距空战效能提高了500%。

英国方面的计算机仿真则显示：在和苏-35/37交锋时，f-22的获胜机率高达91%。俄罗斯承认，在五代机的研制上，美国确实领先一步。但俄罗斯的t-50就是将f-22“猛禽”作为目标，其技术性能将全面超越f-22。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/73938023336c1eb91b375d44.html