中国歼15减重360公斤省钱1个亿:全靠这个“喷子”

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近日，中国媒体公开报道了歼-15在建造中使用的一些新技术，其主要目的是为了减轻歼-15的重量。其中一种被称为电子束沉积快速成型的技术，引发了军迷的关注。因为这一技术曾被美国视为战斗机制造领域的“游戏规则改变者”，但实际上中国和美国几乎同时起步，而且还实现了弯道超车。

所谓的电子束沉积快速成型技术，实际指的是在真空环境中，高能量密度的电子束轰击金属表面形成熔池，金属丝材通过送丝装置送入熔池并熔化，同时熔池按照预先规划的路径运动，金属材料逐层凝固堆积，形成致密的冶金结合，直至制造出金属零件或毛坯。这种技术的优点，是大型金属结构成型速度快、部件内部质量好、能够实现多功能复杂加工。相比传统航空金属加工，这种技术能减少钛金属构件重量和成本，完成大型复杂金属零件的直接快速制造，实现效益最优化。

因此这项技术在21世纪初诞生后，马上就受到美国的高度关注。例如洛马公司使用电子束沉积快速成型技术，建造F-35战机的襟副翼梁等部件（见上图），成本降低 30%~60%。另外美国海军的“无人战机金属制造技术提升计划”，也选定该技术作为未来大型结构低成本高效制造的方案。在2013年装备电子束熔丝沉积成形钛合金零件的F-35试飞的时候。洛马公司的F-35项目副总监得意洋洋地宣称：该技术将是属于美国的、航空制造领域的“游戏规则改变者”。

虽然美国想垄断这种新技术，但实际上中国在2006年也开始了电子束沉积快速成型技术的研发。在2012年，中航工业就建造了国内最大的电子束成形设备真空室，容积达46立方米（见上图），有效加工范围1.5米×0.8米×3米，并实现了制造钛合金零件在歼-15上的应用，为歼-15战机的减重、减少制造成本做出了贡献。

据媒体报道，该技术已经成为歼-15减重的重要突破口，使得歼-15的结构重量比。从国际同类战机的28%降到26.8%。所谓的结构重量比，是飞机机体结构重量占飞机起飞的重量的百分比。按照30吨的起飞重量来计算，新技术使得歼-15结构重量比类似的苏-33降低360公斤之多。在战斗机领域有一克重量一克金的说法，因此这一减重成果，能为每架歼-15战机综合使用成本节省将近1亿人民币！

因此，新一代飞行器不断向高性能、高可靠性、长寿命、低成本方向发展，越来越多地采用整体结构，零件趋向复 杂化、大型化，从而推动了电子束沉积成形等3D增材制造技术的发展与应用。目前世界最大的电子束成形设备在美国，容积高达68立方米（见上图）。而据中航工业披露，中国在建的新电子束成形设备真空室将超过美国，成为世界体积最大、成型能力最大的电子束沉积生产设备。中国未来轰-20战略轰炸机将很可能利用这一新技术。

当然，罗马不是一天建成的。中国航空制造赶超世界先进水平，并不只是一种加工设备。从相关节目镜头中我们可以发现，尽管歼-15采用了数字化设计、应用了先进部件制造技术，但歼-15总装基本上仍然采用传统装配方式，与波音、洛马等公司在战斗机飞机上的模块化装配、总装脉动生产等数字化总装技术上存在巨大差距。从公开资料看，中国已经在运-9运输机、L-15教练机、飞豹战斗轰炸机的生产上使用了脉动生产线。因此，随着中国国产航母的不断装备，歼-15使用脉动生产线也是大势所趋。

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