歼20工艺水平有多强:外观已能和F22精致程度比高低

2016年11月10日 09:17 新浪军事 微博
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中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低图:歼20

  随着歼20的高清照片不断流出,其异常光洁顺畅的表面彻底刷新了人们对于中国战斗机的固有印象;不少人戏称其“打腻子水平达到F22水平”。歼20这种优异的表面工艺水平,在需求上来自于第四代战斗机的隐身要求,在基础上源自于国内航空制造业的自动化水平提升支持。

  通过隐身设计,现代战斗机在理想情况下甚至能把自身的雷达信号特征控制在低于0.1平方米的水平。相应的,如此极端的性能表现,自然也需要飞机将所有的涉及到对方雷达信号反射、自身散发信号的每一个环节,都要处理到同样极端的优化水平才行。

中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低图:F22

  这带来了隐身飞机设计制造上的两个重要特征:首先是木桶理论下的短板效应体现的特别明显,只要飞机上存在一个明显的、无法挽回的强暴露特征,全机其它地方隐身再好也效果等于零。其次是隐身效果的好坏,对于飞机的细节极为苛求;很多看起来根本不起眼的差异,比如机身表面一个螺栓的凸起,就能使得飞机的反射强度陡然增加数倍甚至十几倍以上。

  因此对于隐身飞机,仅仅保持大体上的“干净”——比如武器内置,那是远远不够的。它不仅要保持表面在外形上的高度光滑连续,同时也要保证雷达信号打在飞机表面上以后,传播衰减的一致性。要做到这样的要求,隐身飞机不仅要必须精心设计各种材料的搭配(比如吸波涂料的层数,采用何种吸波结构设计),还必须保证加工制造、装配上的高度精确。

中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低
中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低

  图:T50采用的直通进气道会形成致命的强反射特征,这就决定T50再怎么折腾也不可能变成真正的隐身战斗机

中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低

  图:T50采用的还是普通十字螺栓,新一代隐身机按照高标准要求是应该采用特殊的高精度内六角螺栓的。从总体到细节,T50的隐身设计到处都是敷衍了事的作风。

  先拿蒙皮做例子。飞机是很典型的轻质结构,主要受力都是由内部的隔框、大梁、桁条等完成,而铺在这些内部结构外面的蒙皮,则多数由轻薄的铝板做成。以战斗机来说,机身这样的地方蒙皮厚度在2毫米左右常见,而机翼上表面由于承受压力相对下表面低很多,视情况厚度变化较大,但多数地方就是3毫米左右。只有在机翼下表面等高压区域,厚度才会达到7-8毫米甚至以上。

  而这些高强度的铝合金薄板,本身很薄,而面积又很大;这使得它们自身的刚度特性很差,在加工的过程中极易变形。因此在飞机上——特别是有些年头的飞机上,第一次近距离观摩细节的人都常常被飞机表面的粗糙程度所震惊。

  比如早年的飞机上,大块大块的蒙皮边沿不直、表面不平顺、打满蘑菇头的铆钉。造成这种现象的原因,就是加工工艺水平有限,蒙皮不能一次精确的冲压或者拉伸成型,需要人工敲打修整形状、裁剪边沿;由于定位精度较低,蒙皮变形幅度大,只能用圆头铆钉。而这些圆头铆钉的凸起,会在战斗机高速飞行中形成相当可观的阻力。

中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低
中国货就是糙?歼20外观能和F22精致程度比高低图:F35的蒙皮采用被称为“柔性高架龙门铣床”的五轴机床,能实现高精度的钻削和铣削加工。

  因此后来的战斗机在材料和制造工艺提升以后,蒙皮本身的边沿更整齐、表面更顺滑,在蒙皮上锪窝出锥形的凹坑,配合沉头铆钉或者螺栓,避免表面凸起。这也是三代机相对二代机、以往西方飞机相对中俄飞机,一看就外观质感好得多的关键原因。

  而在歼20这样的飞机上,三代机的精度标准已经不能满足要求;它现在体现出来的加工水平,是必须采用机器人进行高度自动化的蒙皮成型和裁边才能做到的。包子好吃不在褶上,这话不适用于飞机,特别是不适用于隐身飞机。而歼20的外观工艺表现,无疑证明中国在航空制造上有了脱胎换骨的能力进步。(作者署名:候知健)

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