生产一架歼20需多久?
随着时间来到2023年,距离歼-20这款五代机的服役也来到了第5个年头。
如今这款五代机对于大家来说已经不再神秘,我国官方也开始了对这款战机的研究、生产细节进行揭秘。在CCTV-7播出的《砺剑》节目中,就揭秘了我国歼-20生产中的诸多细节。
五代机的生产精度
在《砺剑》节目中,最让人意外的画面,是工人铆装歼-20的机壳。
在大众印象中,歼-20这种高大上的武器,就应该用高精度的设备进行生产,为什么还需要用人呢?
其实五代机生产需要人工非常正常,出于对成本、生产速度、应变能力等多方面考虑,现代战机的生产还无法做到完全的全自动。
此外人的精度还是很高的,老师傅们3分眼力7分手感能把精度提高到以毫米为单位的小数点后2位。我国歼-20的孔径精度需求为0.02毫米,这个精度已经达到了高精度机械生产的水平,也说明了五代机的生产精度要求之高。
对比之下,美国F-22战机的制造公差标准差不多是0.0254毫米,可见高精度算是生产五代机的基本要求。
而出现这种情况也是在情理之中,五代机本身出于隐身需求就需要极高的生产精度,尤其是机身表面的铆接部位。
此外一些需要承受巨大压力的零部件出于对消除应力的需求等多方面原因,也有极高的精度要求。
像俄罗斯的五代机苏-57,机身扁平、形似扁担的结构让飞机的主要重量都需要由机体承担,于是这就需要俄罗斯以高精度生产承力框。
在下方苏-57所用的承力框上,我们能看到明显的纹路,这些纹路看似很简单,似乎用简单的铳削工艺就能生产。然而这种零件所需的精度,已经超出了人能处理的上限,只能由高精度的五轴机床进行生产。
机床“刻”出纹路后,在一定程度上改变了承力框的结构,从而消除了其一定的内部应力,增加了强度。
要是该零部件加工精度不达标,说不定苏—57飞着飞着,飞行员就只听到“咯嘣”一声,然后飞机机体开裂了。
战机生产速度
因为这种高精度需求,所以五代机的生产速度限制也比较大。
俄罗斯的苏-57目前总共就只生产了10架量产机和5架原型机,而它的首飞时间甚至比歼-20都要早1年。
这么慢的生产速度,极有可能是苏-57上的精度问题没有完全解决。此外在已经露面的苏-57中,我们也能看到它的做工很粗糙,这进一步佐证了这一猜想。
既然战机的加工精度限制了战机的生产速度,那么我国歼-20的生产速度有多快呢?
目前认同度比较高的猜测,是截止至2022结束歼-20一共生产了4个批次,最新一个批次的生产量达到了56架。
并且在之前2022年度珠海航展中,出场过两架编号分别为“CB0369”和“CB0370”的歼-20,网友们就猜测它们属于第三批次生产的战机,是第69架和第70架歼-20。
既然第70架歼-20都已经服役并拥有了战斗力,那么歼-20的总交付量很可能已经超过了200架。
并且在未来它的生产速度也会越来越快,目前成飞已经开设了第四条脉动生产线,这也是其第4批歼-20能生产56架的底气。
除了歼-20,我国未来还将生产歼-35型舰载机,这款“海五代”加上歼-20,会将我国五代机的产量提升得更高。再加上我国歼-16以及歼-10战机的产量,我国各型战机的总产量未来估计会和美国F-35战机持平。
在美国打算用F-35全面替换F-22、F-16等战机的情况下,这也可以视作中美战机总产量持平。
3D打印技术对战机生产的影响
而我国五代机的产量之所以能快速提升,还和一项新兴技术有关,那就是3D打印技术。
歼-20上使用了多少3D打印技术目前暂且不明,但在《砺剑》采访歼-35设计团队的时候,我们会发现3D打印在五代机身上已经运用的很成熟了。
在沈飞工艺研究所成员李晓丹的爆料中,歼-35在设计过程中就大量使用了3D打印件,并且达到了生产过程中的“规模化”。
尤其是机身的大框,这玩意儿为了保证强度等方面的性能,需要一体化建造,一体化打造出一个飞机的大框出来很难,需要用4万吨级以上的模锻压机一体化成型。
但“2010年代”的时候中国很缺这种模锻压机,歼-20造原型机之前,全中国就一台3万吨级模锻压机。
为了加快进度,我国曾一度放弃歼-20大框一体化成型的工艺,是分为几部分造出来然后电子焊接起来。
但这么做不仅可能造成大框加工精度的降低,对机身框架强度也有影响。一直到2013年时,中国搞定了8万吨级的模锻压机,这才开始用一体化成型技术造歼-20大框。
后来到3D打印技术成熟,我国甚至放弃了用模锻压机建造战机大框,开始直接用3D打印技术造。
用3D打印技术造出来的飞机大框体积能更小,一体化程度也更高。最关键的是快,并且不浪费材料。现在用3D打印技术造出来的歼-35,在机身寿命、轻量化、强度等方面均有相当可观的提升。
甚至像上面我们提到的苏-57战机所用的承力框,中国现在也能用3D打印技术造出来了。
这说明中国3D打印技术达到了极高的精度,已经达到了高精度加工机床的水平。因此未来中国必然会有越来越多的战机零部件靠3D打印技术加工,以达到战机生产的多快好省。