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中国歼20获得一国顶尖材料?美国脸色大变

中医 | 发布时间:2016-04-25 | 人气: | #评论#
摘要:最近有新闻报道,美国法院起诉了一名中国公民,称其走私M60J高性能碳纤维,而该纤维可用于歼20、歼31等先进战斗机研制。姑且不论是否存在指控的事实,报道中对于M60J用途的说法并

最近有新闻报道,美国法院起诉了一名中国公民,称其走私M60J高性能碳纤维,而该纤维“可用于歼20、歼31等先进战斗机研制”。姑且不论是否存在指控的事实,报道中对于M60J用途的说法并不准确;这种碳纤维材料相当特殊,真正的用途根本不在飞机上。

目前普遍用于航空航天的碳纤维是聚丙烯腈基碳纤维,最早由近藤昭男在大阪工业技术试验所研制成功。目前日本东丽公司的碳纤维质量和产量均为世界之首,T300、T700等新闻报道中常见的T字头碳纤维牌号;以及此次新闻中M60J这样的M字头碳纤维,都属于东丽公司的产品牌号。

由于东丽公司的产品过于具备代表性,因此这些牌号很大程度上成为同类产品的性能和命名标准。其中T字头碳纤维的特点是高强度,M字头的特点是高模量;简单的说,前者非常难以拉断,而后者非常难以拉变形。

歼20

比如T300与M40(同期量产成功于1971年,是世界上第一代高性能碳纤维)实际上由相同的原丝制备而来,拉断T300的时候,T300纤维会伸长1.2-1.5%甚至更高(东丽公司的T300性能标准随时间推移而不断提升);而M40被拉断的时候,其延长率始终不到T300的一半。

对于碳纤维来说,高模量类型的产品石墨化程度更高,更难以制备。比如东丽公司在1986年就已经研究成功T1000碳纤维,之后近30年的研究重点一直在于质量控制与降低成本;但M70J则是1992年才研制成功。

图片:碳纤维分为多种类型,设计制造上会有明显的性能取向区分。

M60J造战斗机?不要做梦了,哪怕是F22都用不起。

高模量碳纤维产品的制造成本很高而产能较低,最大的优势在于极端的高低温(产生巨大的应力变化)差异下,高模量碳纤维制造出来的部件变形极小,或者不变形;用术语说,它的特性重点在于“尺寸稳定性”。

尤其是M60J碳纤维,实际它已经不只是高模量纤维,而是兼顾了相当程度高强度的性能取向,是强度和模量双高的产品,因此研制难度更大,成本更加昂贵。因此M60J一类的材料,主要用途都是制造卫星部件,包括抛物面天线、太阳能电池板的大梁、壳体结构,也少量用于高速高性能导弹。

飞机上并不适合采用这类碳纤维——并非说高模量对于飞机性能不重要,而是飞机制造需要的碳纤维数量多,成本控制要求严,根本用不起M60J这样的高级货——由此得到的成本提升和性能改善根本不成正比。无论是F22、还是歼20,在这一方面都不例外。

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