疑似殲20機身鈦合金大框曝光 尺寸全球第一已超F22

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鈦合金大框

鈦合金大框

在經濟半小時的節目中，出現了疑似為殲20發動機段的後機身鈦合金大框。

從圖像中推測尺寸的話，這應該還不是世界上最大的戰鬥機鈦合金大框——最大尺寸的大框是殲20中機身彈艙段的大框，尺寸超過F22。

大開口對結構剛度和強度影響極大，需要最大代價的增強來彌補

按照一半戰鬥機結構設計原則，彈艙這樣的大開口結構，需要盡一切努力去補強結構上的剛度和強度，因此殲20彈艙前後必定各有鈦合金大框。

在飛機的結構設計中，不同的部位遭遇到的情況各不相同，因此沒有一種材料能夠萬能的滿足所有部件需求；最終的結果，只能按照各自的強度、密度、溫度耐受能力，靈活搭配多種材料使用。

圖：黃的是上鋅防鏽漆的鋁，灰的是鈦

比如此前飛機上運用最廣的，是鋁合金；因為鋁最輕，而強度又足以滿足大部分地方的使用需求。

但是鋁也有著很大的的局限性，其一，是鋁能做到的最大強度不夠，比如在起落架這樣要求特別極端的地方，鋁合金不能用。

其二，是鋁耐受高溫的能力不行，因此飛機上的高溫區域結構，都不能用鋁；這也是飛行速度較高的飛機——比如SR71、米格25/31，材料比例和常見飛機完全不同，大量使用鋼或者鈦的原因。

目前流行的碳纖維複合材料，主要取代的就是鋁合金——這其中有個很重要的原因，就是複合材料和鋁一樣，也不能耐高溫。因為碳纖維復材，說穿了就是用碳纖維加強的樹脂塑料；碳纖維雖然不怕高溫，但是樹脂塑料還是怕的。

波音787復材機身製造

波音787復材機身製造

另外由於碳纖維復材是用一層層的織物固化成型的，因此它天生抗衝擊能力很差，易於層間分裂。所以在有較高的耐受戰損（防炮彈、導彈破片）要求、或者是防鳥撞等抗衝擊要求的情況下，它反而不如鋁合金。

比如波音787用了超過50%的復材做結構——這意味著主材料全面淘汰鋁了，但是依然要保留一些鋁結構件在機翼垂尾等處作為前緣，抵禦鳥撞。

而早期飛機中，僅次於鋁的則是鋼材。

飛機起落架

鋼材很重，但是能做到的最大強度也大，也相當能耐熱；因此至今除了極少數超輕型和輕型飛機以外，飛機起落架主體依然是高強度鋼的天下。

而在很多高溫區域——特別是發動機段，隨著鈦合金材料和工藝的不斷改進，能耐受的溫度越來越高，鋼材的應用範圍和比例正在明顯降低。

但是在很多定位比較低，成本控制更重要的機型——比如米格29和後來的FC-1梟龍上；復材和鈦合金的比例依然比較低，主結構還是以鋼/鋁這樣的經典組合為主。

F22中機身彈倉的整體鈦合金大框，五個凹陷區分別對應四個彈倉和機炮

而鈦的優勢，則是它提供比鋁好得多的強度和耐熱能力，而又比鋼材輕得多。其實從鈦本身來說，這個材料在自然界並不罕見，但是這東西的冶煉和加工難度相當高，因此造價上一直下不來，而且要做大型件的難度一直非常高。

目前殲20鈦合金大框的公開亮相，無疑證實了殲20擁有一副輕巧而結實的骨架，這對於飛行性能和壽命是至關重要的保證。

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