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專題報(bào)告

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中國重型艦載機(jī),殲15生產(chǎn)線首次曝光:大量使用復(fù)合材料,戰(zhàn)機(jī)減重30%

      殲15生產(chǎn)線罕見亮相,展示了生產(chǎn)相關(guān)的工藝與設(shè)備。與我們印象里繁忙的生產(chǎn)線不同,戰(zhàn)機(jī)的生產(chǎn)車間甚至有點(diǎn)冷清,那是因?yàn)榇罅抗ぷ鳎家呀?jīng)由一排排巨大的數(shù)控機(jī)床來完成。中國殲15艦載機(jī)生產(chǎn)線公開亮相,讓人比較意外的是,沒有熱火朝天、人潮涌動(dòng)的畫面,出現(xiàn)的反而是一排排干凈整潔、科幻度爆表的自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床。從這些生產(chǎn)設(shè)施,我們也能一窺我國航空生產(chǎn)水平到底如何。

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殲15性能不俗,那造一架耗時(shí)多久?

      殲15戰(zhàn)斗機(jī)是中國首款艦載戰(zhàn)斗機(jī),也是目前全世界少有的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)、對空對地攻擊的重型艦載機(jī)。在所有現(xiàn)役艦載戰(zhàn)斗機(jī)當(dāng)中,殲15的空重和最大起飛重量,都位于世界第一。

      飛機(jī)尺寸大,掛點(diǎn)多,能力強(qiáng),全機(jī)一共12個(gè)掛點(diǎn),能夠掛載大量空對空導(dǎo)彈,空對地導(dǎo)彈,空艦導(dǎo)彈,精確制導(dǎo)炸彈等。機(jī)腹2個(gè)串聯(lián)掛點(diǎn),可以組合起來掛載一枚8米長重4噸級別的超大型導(dǎo)彈,是目前世界各國攻擊能力最強(qiáng)的艦載機(jī),超過美國海軍的F/A-18E/F超級大黃蜂以及F-35C隱身戰(zhàn)斗機(jī),也大大優(yōu)于法國陣風(fēng)M艦載機(jī)。

      殲15雷達(dá)直徑達(dá)到了1米直徑,可以安裝巨大的雷達(dá)天線獲得無與倫比的探測優(yōu)勢,這也是該機(jī)能力的一大亮點(diǎn)。

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      對于一架戰(zhàn)斗機(jī)而言,它的誕生一共分為三個(gè)部分,按照時(shí)間順序分別是設(shè)計(jì),制造和試飛,殲15戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)由航空工業(yè)沈飛飛機(jī)研究所完成,制造則由沈陽飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)公司完成,試飛則由沈飛的試飛站負(fù)責(zé),其中耗時(shí)最多的就是制造過程。

      按照國際慣例,一架戰(zhàn)斗機(jī)從備料開始到制造完成,大約需要2年左右的時(shí)間,制造過程大體分為零件制造,部裝和總裝,視頻中殲15生產(chǎn)線,展出了3個(gè)部分,第一部分是CNC數(shù)控加工車間,第二部分是復(fù)合材料加工中心,最后一個(gè)部分是飛機(jī)部裝和總裝生產(chǎn)線。
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打造殲15,不再用錘敲與人海戰(zhàn)術(shù)了
      加工時(shí)間最長的部分,就是數(shù)控加工中心和復(fù)材加工中心,這也和世界航空技術(shù)發(fā)展相關(guān)。
      大家都知道,殲15是一款三代戰(zhàn)斗機(jī)改型,該機(jī)主要采用鋁合金和鈦合金材料,為了降低飛機(jī)空重提高飛行性能,也大量采用昂貴的復(fù)合材料,尤其是高強(qiáng)度碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料,假如設(shè)計(jì)得到,相比鋁合金零件,能減重20%甚至30%,提高性能非常可觀。
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加工交給數(shù)控機(jī)床后,整個(gè)車間甚至有點(diǎn)冷清

      傳統(tǒng)飛機(jī)制造廠,薄壁鈑金零件占據(jù)很高的比例,制造大多采用模態(tài)彎曲擠壓薄板等辦法,后續(xù)加上人工修剪,普遍勞動(dòng)強(qiáng)度很大,有的零件由于外形過于簡單,僅僅提供單邊模態(tài),工人要很辛苦的將薄板砸成各種各樣的曲面零件,這在中國戰(zhàn)斗機(jī)制造歷史上,并不罕見。

      最近20年,鈑金零件比例越來越少,主要原因是數(shù)控零件和復(fù)合材料零件的快速增加,吃掉了大部分的鈑金零件比例,而且隨著時(shí)間的推移,隱身戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)線的鈑金零件會(huì)進(jìn)一步縮減。
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大尺寸數(shù)控機(jī)床,可以加工超大尺寸的一體化部件

      數(shù)控加工中心大量機(jī)床密密麻麻排列,地面一塵不染,能看出良好的管理,實(shí)際上,更大的看點(diǎn)還是數(shù)控加工本身,中國二代戰(zhàn)斗機(jī)殲7和殲8時(shí)代,數(shù)控加工零件的總量占據(jù)了總結(jié)構(gòu)零件的20%不到,但是到了三代機(jī)時(shí)代,數(shù)控件的比例則暴漲到了50%,采用數(shù)控加工的主要原因是零件剛度好,形狀復(fù)雜,精度要求高,而且加工難度大,數(shù)控機(jī)床的數(shù)量也是衡量一款戰(zhàn)斗機(jī)先進(jìn)與否的一個(gè)標(biāo)尺。

大量使用復(fù)合材料,戰(zhàn)機(jī)減重30%
      另外一個(gè)特別罕見的部分則是復(fù)材加工中心,該中心負(fù)責(zé)加工飛機(jī)的復(fù)合材料零件,按照復(fù)材零件的分類,大多分為高強(qiáng)度碳纖維加強(qiáng)零件,玻璃鋼零件,還有蜂窩夾心零件,前者用于飛機(jī)的機(jī)翼,平尾和垂尾,玻璃鋼零件常用于飛機(jī)的天線罩,蜂窩夾心零件用在控制舵面上更多
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      其中以碳纖維加強(qiáng)零件最多和最出名,原因是10多倍鋼鐵的【比強(qiáng)度】,也是目前高強(qiáng)度低密度材料中最亮眼的一種,目前世界各國先進(jìn)飛機(jī)普遍采用T-700和T-800高強(qiáng)度碳纖維制造零件,中國最近些年在自主研發(fā)高性能碳纖維上取得了重大突破,也達(dá)到了世界強(qiáng)國完全同步,這是中國不斷制造先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的基礎(chǔ)物質(zhì)保證。
      復(fù)合材料雖然很輕很強(qiáng),但生產(chǎn)條件也非同尋常。碳纖維造價(jià)是鋁合金的很多倍,加工制造復(fù)雜,零件價(jià)格也比鋁合金貴許多。
      而且加工過程中,對于工藝參數(shù)的控制非常嚴(yán)格,稍有不慎,則完全報(bào)廢,代價(jià)巨大,對于復(fù)合材料制造而言,車間內(nèi)必須24小時(shí)空調(diào),保證恒溫恒濕,這都需要巨大的投入與完善的管理。
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F-35的復(fù)合材料比例【綠色】,已經(jīng)非常高,我國在該領(lǐng)域也沒落后
      前看來,關(guān)于殲15的碳纖維零件生產(chǎn),我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)體系化、規(guī)模化,可以為國產(chǎn)艦載機(jī)打造一身“金皮鐵骨”。
      一座巨大的艦載機(jī)產(chǎn)房背后,我們看到了國家工業(yè)的迭代與進(jìn)步,看到了現(xiàn)代化生產(chǎn)與傳統(tǒng)印象的巨大差別。沒有沾滿油漬的粗糙設(shè)備,沒有汗流浹背的師傅,一群新時(shí)代的航空人,只需要行走在整潔的巨型機(jī)床之間,輸入幾個(gè)參數(shù),就能高質(zhì)量的快速生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī),這就是現(xiàn)代化國家的工業(yè)實(shí)力。

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源:帥先觀察

此文由中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)搜集自網(wǎng)絡(luò),文章不用于商業(yè)目的,僅供行業(yè)人士交流,引用請注明出處。


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