近日,央視7套國防科工播出了《揭秘“空中利劍”殲-11B》,其中曝光了殲-11B戰斗機使用的復合材料,讓我們對于這種戰斗機用的先進材料有了更進一步的了解。
殲-11B戰斗機是中國沈飛公司在引進前蘇聯/俄羅斯的蘇-27SK后進行國產化,換裝了國產綜合火控系統、全玻璃化座艙、四余度數字式電傳操縱系統、太行渦扇發動機等部件的重型戰斗機,在研制過程中克服了新型復合材料材料研制、整體式風擋光學畸變、彈射式發射架故障、衍射平顯、太行發動機等問題,才真正成為我軍三代機主力。
![77c6a7efce1b9d161473aa1c1ce805888d5464d1.jpeg 77c6a7efce1b9d161473aa1c1ce805888d5464d1.jpeg](http://www.mimtraders.com/skin/m04blueskin/image/lazy.gif)
殲-11B整架飛機共需413項材料,而國內當時有137項材料在國內是完全的空白,占材料總需求的27%,這使601將目光投向了碳纖維復合材料。碳纖維復合材料是指以樹脂為基體,以碳纖維為增強材料的一種復合材料,比強度是鋁合金的6倍、鈦合金的5倍;比剛度是鋁、鈦的3.6倍,結構重量小、強度大、抗疲勞、耐腐蝕、便于設計、可做大尺寸零件,可使飛機重量比常規減輕20%一30%。
早在“六五”期間,沈陽飛機設計所、航空材料研究院和沈陽飛機廠共同研制殲擊機復合材料垂尾壁板,比原鋁合金結構輕21kg,減重30%,材料研制從1997年開始,進行了10年左右的時間,自行設計制造了排布機,完成了熱壓罐技術改造,按照復合材料接工要求進行了環境改造。2003年,沈飛研究所副總設計師章怡寧主持完成了準全尺寸翼身組合體地面強度驗證,使復合材料在飛機上的用量儲備達到25%,減重效率達到25%。2006年,章怡寧主持完成了殲-11B戰斗機材料研制與應用工程,實現了自主保障,建立了材料體系。其中復合材料和鈦合金用量分別達到9%和15%,飛機的機翼、垂直尾翼、水平尾翼等四個主要部件全部換用了復合材料,使用量高達555公斤,占飛機總重量的9%,減重效率達到17%,創造了我國航空材料領域的多個第一。
2005年,T300碳纖維的全球供貨危機爆發,章怡寧帶領一航沈飛、625所、621所、623所,拓展碳纖維公司、北航、中科院化學所以及復旦大學等九個單位在沒有一分錢經費投入的條件下從2005年攻關到了2007年,提高了國產碳纖維致密度、改進耐濕熱性能、模量控制,首次建立碳纖維36項技術指標評價體系,提出關鍵性能底線指標。最終2008年8月,國產碳纖維復合材料全尺寸部件通過靜力試驗考核,12月,通過了裝機評審,轉入裝機應用階段。
本次視頻中就出現了加工復合材料的畫面,包括生產碳纖維、碳纖維編織、高溫固化等畫面。殲-11B 采用了10%的復合材料,使用在機翼蒙皮、垂尾、平尾等位置。該材料加工前是軟質預浸料外形,有黏性的樹脂和排列緊密的碳纖維,通過手工將其層層鋪疊粘接處理成型,然后使用熱壓罐中加高溫、高壓,讓樹脂發生交聯化學反應,最終形成大分子量的固化后的零件,重量只有鋁合金的0.6左右,但是強度和鋼度都比鋁合金高。殲-11B的機體重量因此減輕了700千克。但是因為復合材料工藝不過關,長期存在可靠性問題,殲11b的進氣道復合材料強度長期不足,只能打上鈦合金加強條,困擾了殲-11戰斗機很長時間。
現在,沈飛借鑒軍機大型復合材料機翼、機身整體壁板工藝技術,已經在C919大型客機垂尾和后機身桶段使用了復合材料制造大型大曲率超長細比縱橫加筋整體壁板,建立了大型加筋壁板精準制造工藝體系。而2.0版FC31戰斗機身上大面積使用了復合材料,據說比例已經達到了25%。希望我國的復合材料應用能夠更快更好,大大提高我國戰斗機的作戰能力!