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数学一流、设计一流、材料三流能造出一款让美军恐惧的战斗机么?
2018-1-8 23:15:00           作者: 奇葩君评

目前解放军空军最大的问题就是发动机,而发动机最大的问题就是材料。喷气发动机的单晶铼合金叶片才搞定没多久,现阶段的情况是造是能造,但是性能与美军、俄罗斯的航空发动机仍有一定的性能差距。前段时间歼-10战斗机作为矢量发动机验证平台而不使用更航发更先进的苏-27就是这个原因,单发毕竟比双发更加简单。

数学一流、设计一流、材料三流能造出一款让美军恐惧的战斗机么?

但是材料学这玩意运气成分太大,时间技术积累真的很重要,大量资金投入固然可以加速这一过程,却还是无法完全替代时间。而且貌似中国在材料学这方面运气真的不咋地,投入产出比不高。

那么中国就只有靠时间慢慢抹平与美军先进战斗机的性能差距么?不一定,别忘了中国依托广泛的基础教育和人才优势,在数学领域一直处于世界前列。

作为数学一流、设计一流、材料一般的体现,前苏联有款战斗机叫做米格25,这就是大名鼎鼎的双高战斗机。超高速度、超高高度,而作为这款战斗机的材料仅仅是一坨十几吨的不锈钢。

数学一流、设计一流、材料三流能造出一款让美军恐惧的战斗机么?

比如说一款空气性能优美的战斗机必然是气动外形优美的,可是米格25是绝无仅有的方方正正,线条硬朗无比。但是米高扬设计局依托多年积累的底蕴,以及R-15-300变态的推力。让这款飞机达到了3.2马赫的最高速度,甚至快于目前的绝大部分空空导弹,比如AIM-9响尾蛇导弹。

其R-15-300发动机没有黑科技,没有单晶铼合金叶片,但是前苏联硬是凭借强悍的数学计算,掌握发动机的燃烧、流体力学等核心技术,通过叶轮散热计算、冷却回路设计对发动机核心仓的内部气流进行优化,单单叶根的改动设计就让设计温度降低了90度,达到同性能下,最低的材料要求,和加工工艺要求。

数学一流、设计一流、材料三流能造出一款让美军恐惧的战斗机么?

同理,美军的黑鹰直升机发动机叶片也不是使用单晶材料的。解放军空军发动机目前的瓶颈就是材料高温下的强度耐久度不足, 那么在材料不行的情况下,只能通过学习苏联思路调整设计来减少对材料强度的依赖!

另外战斗机进行超音速飞行时,会面临一个问题——热障。大部分民用及二战时期军用飞机使用的铝合金只能承受140度的温度,现代飞机如果用它制造,上天后超过200度的温度只会变成一个发着火红光芒的飞行器。

而钛合金,当时的苏联人只能有把握加工一些简单的长条形钛材。于是想到了不锈钢,不锈钢的密度是铝合金的三倍,通过数学计算,米格25的所有部件均比美军的F-15J更薄,材料厚度不足让传热效果太好,为防止热量传入机体,发动机舱用镀银的防热隔板包住,同时用进气孔通风冷却驾驶舱和设备舱,飞行员也戴上专用的隔热手套。

数学一流、设计一流、材料三流能造出一款让美军恐惧的战斗机么?

在60年代没有使用钛合金和没有复合材料的情况下,前苏联在基础工业水平薄弱的情况下硬是做到了,以一个能三倍音速飞行的几十吨的沉重钢胚实现了预定性能的指标,速度能达到3.2马赫,机动过载高达11G。

今天,俄罗斯已经老去,航空技术正在吃老本,五代机苏-57战斗机迟迟不能投入使用就是例证,但是米格25的设计哲学是不是仍然值得中国军工思考学习了?

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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