苏57因没钱而短命钛合金仅占结构18,

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苏57材料比例

根据最近流传的俄方资料,在苏57的结构制造材料中,比例分别是18%钛合金、40-44%铝合金、22-26%复合材料,10%钢铁,4%其他——通常来说,这包括橡胶、表面涂料等。

在衡量战机材料先进性的时候,钛合金和复合材料比例的高低通常被作为一个直观的衡量指标——用的越多,就代表这个飞机越舍得下本,越是肯追求高性能。

观察苏57的材料比例选取,结合苏俄战斗机的发展历史看,显然很符合俄罗斯在苏57开发项目中的价值取向:成本控制优先。

战斗机材料中,钢铁最沉重,但是能提供最大的绝对强度、以及比钛合金更高的耐高温能力;因此在起落架等一些关键部件上,钢材依旧是不可取代的材料。而铝合金则重量轻巧,强度能满足大多数机体结构要求,因此适合作为主体材料。

米格25

对于经典的金属结构战机来说,钢铝结构可以在最低廉的设计制造成本下,提供不错的整体性能。钛合金则介于两者之间,虽然比铝重,但比钢要轻得多,但是又比铝强度更高、耐高温得多、占用更小的体积;因此在结构设计中使用钛合金,能有效避免一些超出铝合金受不了、结果只能用钢材替代的尴尬情况。

最典型的例子就是SR-71与米格25。由于铝合金在高温下强度性能衰减非常厉害,因此通常认为,需要持续2.5倍以上飞行、机身结构会由于长时间与空气高速摩擦的高速飞机,机身外表温度会超出铝合金的承受极限。

sr71

苏联人用钢材制造了米格25的主结构,更便宜、难度更低,但是飞机也更重,飞行性能更低。而SR-71的钛合金则相反,轻巧,但是技术难度非常大,而且造价异常昂贵。因为钛合金的冶炼和加工难度很大,因此钛合金结构件的设计制造成本相当高昂,这一点到现在都没什么改变。

这使得钛合金的应用有很强的边际效应色彩——投入高,但能带来的绝对收益(减重、减小内部结构空间占用)不算高;因此只有在对性能要求非常高、每一份性能改善都值得花大钱的情况下,才会出现特别高比例的钛合金采用。

F22

美国在F22开发时,总体结构规划中就认为,在满足基本性能需求的前提下,对于两倍声速飞行的战机,钛合金比例25%成本最低,钛合金比例45%才能做到重量最轻——但无论是是YF22的24%还是量产型F22的41%,都没有达到重量最轻的要求,这同样是向成本妥协。

苏57的钛合金比例只有18%,和苏27大致相当,大大低于F15的26%和F22的41%——不要说和F22比,就是和F15比,都要低了近一半。这说明苏57的结构制造成本被控制的相当严格。

苏57

而正如笔者之前多次强调过的,苏57为了继承苏27的发动机吊舱式升力体布局,中机身厚度严重不足,而又被严重破坏整体结构刚度和强度的大开口设计贯穿始终,其结构布局形式本身就是非常不理想的。

这种大开口区域,本身就是战机钛合金补强的重点范围。而仅有18%的比例,则断绝了苏57通过材料性能弥补结构布局缺陷的最后一丝可能。

从这一点上说,俄国家科学中心弗拉基米尔·尼基丁表示,俄可能基于苏-35研制的新型重型舰载战斗机便丝毫不奇怪了:苏57作为陆基战斗机,结构强度都存在巨大的潜在风险,上舰更是毫不现实。

候知健

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