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                          1. 又一高科技要被中國變白菜 日本曾占60%份額 破產在所難免

                               信息來源:時間:2019-10-20 04:30:04
                              一直以來,科學技術的發展總是不可避免的被應用于軍事目的。當今各大國武器裝備要是沒點黑科技,那真的不好意思拿出手。而在這種種新技術中,材料技術就應該算是基本卻又最關鍵的一類了吧。
                            而現今,特別是軍事航空領域,材料問題一直困擾著戰機,隨著作戰飛機任務的多樣化,就需要戰機可以攜帶更多設備與武器,但這樣一來體重猛增。而傳統材料雖然可以保證強度,可自身的重量也是個問題。那么,有沒有一種強度高又輕盈的材料呢。一邊的碳纖維舉了舉小手,表示自己可以試試。
                            作為一種由有機纖維堆砌,經碳化及石墨化處理而成的微晶石墨材料。碳纖維質量比鋁輕,但強度卻高于鋼鐵。在1500攝氏度時強度開始下降,并對一般的有機溶劑、酸、堿等腐蝕物質也基本免疫,結合高于凱夫拉纖維2倍的縱向彈性模量。讓碳纖維材料給現代飛行器帶來了全新的優勢。
                            首當其沖的就是重量輕,航空航天飛行器的設計無不絞盡腦汁的減重,而碳纖維比各種合金材料都要輕很多,能給飛行器帶來更大的載重、機動、速度優勢,甚至某些方面強度都比合金材料高。
                            其次,優秀的抗疲勞性也可以為戰機的部分結構續上一段時間。傳統金屬材料會隨著戰斗機的壽命增加或頻繁過載機動后產生金屬疲勞,這種疲勞累積會導致結構強度下降。2007年,美國國民警衛隊的一架F-15C就因為金屬疲勞,在飛行中來了個“斷頭”。
                            還有,戰斗機不同于客機的是要經常進行超音速飛行。畢竟你要是急著出任務或者想打完就跑,那飛得快點是必須的。 但要超音速飛行,在突破音障后就要考慮空氣摩擦帶來的熱障問題。當戰斗機時速為2.5馬赫時,就進入熱障。當時速為3馬赫時機頭前緣溫度就會飆升到攝氏350度。一般戰機的鋁合金結構基本已經達到極限。這種情況下,能依舊自由飛翔的還真是不多。
                            相信這時很多人會想到美帝的SR71“黑鳥”高空偵察機,但既然有“黑鳥”就不得不提到蘇聯的米格25截擊機。
                            講道理,一架飛機全身93%鈦合金材料就算是美帝自己也玩不起。而且戰斗機飛的太快并無卵用,搞不好還可能錯過目標。因此,在機體溫度并不是很極端的情況下,碳纖維材料完全可以承擔重任。
                            而說起這碳纖維在航空領域的應用,應該可以追溯到上世紀80年代,這一時期美國研制的洲際導彈為了追求打的更遠,帶更多彈頭,三級殼體全都采用當時貴的要死的碳纖維復合材料減重。F22采用了約為24%的碳纖維復合材料,保證猛禽能妥妥的飛到2.25馬赫。
                            至于民航領域,波音787與空客A380高達50%碳纖維的使用,還有一個價值比同等重量的黃金都要高的衛星,也是大量采用碳纖維復合材料拼命減重。另外就是我們日常高級的釣魚竿,自行車都是用的碳纖維。
                            但就是這么牛的碳纖維,卻有一個致命弱點:抗沖擊性差。也就是說如果在飛行中,碳纖維的構件遭受飛鳥或者豬隊友的撞擊,會是件很悲劇的事情,甚至有人調侃,維護時扳手掉在上面都有可能讓飛機報廢。這也是為什么F22等戰機也只是僅在機翼等部位使用碳纖維,而整體框架卻仍合金材料的原因。
                            目前,世界各國都在發展自己的航空用碳纖維。而走在前面的除了美國,還有東瀛。沒錯,日本在合成材料的研發方面確實很有建樹,其自己的T800級碳纖維已經被用在了空自的F2戰機上,而且已經開發出了T1100,我們的T1000研發出來但還沒有量產。并且更有人放言,日本的復合材料技術比美國還要好。對此,虎哥表示,那請你解釋下F22和F35上使用的IM2級碳纖維為啥是美國制造呢?事實勝于雄辯啊。
                            雖然,這父子倆的爭論還沒有停止,而一個不容忽略的事實是,日本一直把持著全球碳纖維市場份額的60%,我們在高強度碳纖維上也一直是被日本卡脖子。無奈受制于人卻又無法自給自足。我國早在60年代就已經開始了碳纖維的研究,進度一直緩慢,且質量不高。
                            直到近幾年,我國開始大力發展復合材料技術。T700、T800級碳纖維可以自給自足,擺脫了被鉗制的狀態,而且16年爆出我國研制成功M60J級別的高模量碳纖維,制造成本比國外更低,正在進行量產研究。而如今,中國復合材料技術開始了新的發展。虎哥相信今后,我們的尖端武器上也將越來越多的使用自己的優質碳纖維復合材料。