3月24日,《中国科技奖励》杂志2018年第一期,发表了题为《做搏击长空的鹘鹰——记2017年度国家技术发明奖二等奖获得者王向明》的文章,文章介绍了2017年度国家技术发明奖二等奖(国家专用项目)获得者王向明研究员的先进事迹。王向明曾先后获得和担任工学博士、研究员、博士生导师。多年从事飞机创新结构设计和制造技术研究。现任沈阳飞机设计研究所(601所)项目总设计师、“鹘鹰”中型四代机常务副总设计师。文章中对FC-31“鹘鹰”中型四代机的发展进行了深度介绍,文章介绍到,“王向明创建了研制快、性能好、费用廉的新机快速试制模式,在“鹘鹰”飞机研制中创造了多项研制纪录,包括:3个月完成全机详细初步设计和结构参数优化计算,6个月完成全机数字化详细设计,22个月从参数优化到实现首飞;结构重量偏差仅43公斤,零件、疲劳薄弱部位和工装数量减少了一半以上”。
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F-22战斗机机鼻附近的铆钉清晰可见。
据公开资料分析, 由于采用了北京航空航天大学的王华明教授为代表的国内各大专院校,科研院所的增材制造技术,突破了传统工艺制造方法创造出的很多“经典”的结构构型,大大减轻了结构重量。例如传统飞机的机翼油箱一般采用铝合金加工或高昂价格的复合材料热压罐成型工艺制造,这样机翼油箱中不可避免地采用大量的螺丝螺帽和制孔。对难以加工打孔的复合材料而言,大量的紧固件和制孔意味着大量专用工具和工时的消耗,并且带来纤维连续性的破坏及更高的损伤可能性,降低了机翼油箱利用效率增加了成本,且产生巨大工作量。
而通过激光增材制造(也就是俗称的激光3D打印),“鹘鹰”的机翼油箱各种管道从油箱中转移到上下翼面里面去,完成功能系统与机体结构融合设计,机翼油箱增大,使得储油增加9%,且结构件、标准件和工装数量减少50%,成本大幅度降低。另据沈阳飞机设计研究所结构部副部长吴斌透露,FC-31结构系数从28%降到26.8%。目前并不知道从1.0到2.0版本的变化还是经过迭代优化设计的变化,但肯定都和增材制造密不可分,据公开资料披露,F-22的结构系数是27.8%,如果属实的话,这是一个了不起的成就。此外,据媒体 道,我国的FC-31战机已经开始更换我国最新型的涡扇-13E发动机(此前一直使用俄制RD-33改进型发动机),这款发动机是中国研制的第三代中等推力发动机,已经完全达到了国际领先水平,才加上上面的结构减重技术,FC-31战斗机的性能绝对值得期待。
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