行业动态
首页 > 行业动态
复合材料大幅降低全尺寸靶机成本
发布者:产业用及无纺布展 | 发布日期:2019/11/29 16:28:28


  随着歼-20的服役和苏-57即将开始量产,中俄第五代隐身战斗机在美国空军看来已经是迫在眉睫的威胁,为了应对这些威胁,美军除了加大F-22和F-35参与假想敌训练的强度之外,美国空军还耗巨资启动了5GAT第五代隐身靶机项目,为实弹射击训练和武器测试提供一种能模拟隐身战斗机真实雷达和红外信号特征的全尺寸靶机。


  
  在QF-4于2017年退役之后,美国空军的现役全尺寸靶机是使用退役F-16战斗机改装的QF-16。
  
  有“狗斗之王”称号的F-16不仅机动性比QF-4大幅提高,能为空空导弹的实弹测试提供更逼真的靶机,此外其尺寸还比QF-4更小,雷达截面积也更低,更重要的是QF-16能与美国空军一线部队的F-16共享零件,降低了维护与操作成本。
  
  但无论QF-16如何优秀,雷达截面积如何低,始终也不是一架隐身靶机,距离模拟歼-20和苏-57的要求差距十万八千里。


  
  美国空军于是在2011年正式启动了第五代隐身靶机项目,美国空军大学一组航空工程专业学生提出的设计方案入选,交由Sierra技术服务公司展开研制,其关键设计在2018年6月20日通过设计评审,开始原型机制造。
  
  近日Sierra公司公布了一张有趣的照片,显示制造中的5GAT原型机:内部结构形似塑胶拼装模型,彻底抛弃了传统飞机的全金属半硬壳结构,改用碳纤维增强复合材料(CFPR)制造了整体硬壳结构。该机前机身内只有三张整体壁板,机身中部有两个复合材料整体成形的S形进气道和加强横梁,机翼内部也只有寥寥几根加强翼梁和翼肋并采用了整体复合材料机翼蒙皮。


  
  5GAT结构如此简单的原因是为了尽量降低制造成本,作为一种消耗性靶机,该机需要尽量降低制造成本,具体体现在两个方面:首先5GAT在设计上采用无尾三角翼布局,通过取消平尾来降低操纵翼面和制动器的数量,该机在尺寸上接近QF-16,起飞重量5.4吨,安装两台二手J85加力涡喷发动机。


  
  其次5GAT 95%的结构采用碳纤维增强复合材料制造,通过一体成形工艺来大幅降低零件数量和制造成本,该机简单的硬壳加强结构取消了传统全金属半硬壳结构中复杂的机身隔框、纵梁、翼梁、翼肋、蒙皮设计,大幅降低制造和组装所消耗的人力成本,要知道现代飞机的组装还无法摆脱人工作业,因此飞机结构越复杂,零件数量越多,机身制造和组装成本就越高昂。
  
  美国洛克希德公司在测试项目中曾经为一架Do-328制造了一个全复合材料结构机身和尾翼,结果统计下来发现原金属机身和尾翼有超过3000个零件,而复合材料机身和尾翼的零件数量只有300个。


  
  这样综合测算下来后,形似拼装模型的5GAT靶机成本仅为550万美元,大幅低于QF-16靶机,要知道后者不算机身成本,光改装费用就高达1000万美元。