诸葛兵中国能否仿制?光这点就很致命,美国白送一架F35( 二 )


诸葛兵中国能否仿制?光这点就很致命,美国白送一架F35
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▲位于美国本土的F-35生产线
02.
材料学 , 是基础科学当中一门非常需要数据和经验积累的学科 , 它的发展并不像其他应用学科那样 , 经常因为某项关键技术的突破而出现爆炸式的进步 。
很多时候只能用最笨、最土的方法一次次试错 , 最终在漫长的积累中总结经验 。
爱迪生是怎样延长灯泡寿命的?
就是在成千上万种材料中 , 寻找能够在碳化后使用更长时间的材料来做灯丝 , 为了扩大材料选取范围 , 他甚至把同事的胡子给拽下来拿去做实验 。
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▲发明灯泡的爱迪生 , 身后的瓶瓶罐罐里都是各种试验材料
搞涡扇发动机同样是这个道理 。
其实发动机的根本原理很简单 , 就是将冷空气压缩 , 经过压缩、燃烧再喷出 。
但在这个过程中 , 有一个很关键的零部件 , 那就是涡轮风扇上面的叶片 。
要用什么材料才能让叶片在上千度的高温中不变型、不开裂?
各种材料的配比是多少?
需要哪些加工步骤?
这些东西光靠结构图是根本看不出来的 。
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对于没有能力独立研制的国家是如此 , 有技术积累的国家搞起来也没那么容易 , 普惠公司当年在研制F-135发动机的时候 , 同样遇到过材料上的难题 。
2006年 , 首台F-135总装下线并一次点火成功 , 但到了2013年 , 一级风扇的叶片寿命仍然只有最低要求的77% , 而且经常出现裂纹 , 这和我们早期的太行发动机寿命上不去是相同的道理 。
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▲F-135有多级风扇 , 上千枚叶片 , 有一枚出问题都不行
在之后的测式中 , F-135还出现过三级风扇的叶盘和转子 , 在高G动作下过度摩擦 , 导致叶片在高速转动中开裂崩落的问题 。
当时这些碎裂的叶片 , 以比子弹还快的速度击穿了引擎的燃料电池 , 险些引发爆炸 。
之所以有这些故障 , 就是用于制造叶盘的材料 , 在应力过大和热膨胀下的变形超出了预计范围 。
可在上千度高温下长时间工作的零件又岂止是叶片?
要解决这个问题 , 靠的就是合适的材料 。
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▲叶片能否在高热下持续工作是涡扇发动机的一项难点
但是咱之前说了 , 材料的选择和加工 , 是靠巨量的测式给它试出来的 , 因此极难被逆向仿制 。
就算你拿到了实物 , 又用现代的分析技术提取主要成分 , 也还是无法获知这些材料的混合比例、制作工艺 。
因为加工程序稍有不同 , 就会让成品呈现出截然不同的性质 。
可口可乐的原浆配方为什么值钱?一个道理 。
说到可乐……先让胖兵喝一口 , 嗝儿~
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▲我国的云南白药不能被仿制 , 也是一个意思
此前 , 胖兵在歼-10战机换装国产WS-10B发动机的文章中(戳→成飞官宣 , 歼10C换装国产发动机!背后有两大深层意义) , 曾今详细的阐述过一个事实:我们完全吃透了AL-31发动机 , 也只是达到了前苏联在上世纪80年代的水平 。
换句话说 , 我们的材料技术 , 距离美国还存在一定差距 。
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