鷹掠九天 第九百零八章 石墨烯復(fù)合材料

氣動(dòng)彈性發(fā)散作用機(jī)理簡(jiǎn)單而直接，前掠翼翼尖位于機(jī)翼根部前方，即翼尖在前，翼根居后，在氣動(dòng)力作用下，翼尖顫振并扭轉(zhuǎn)變形，進(jìn)而導(dǎo)致翼尖迎角增大，迎角增大引起氣動(dòng)力增加，反作用于翼尖，最終形成翼尖迎角增大——?dú)鈩?dòng)力增加——翼尖扭轉(zhuǎn)變形繼續(xù)增加迎角的正反饋惡性循環(huán)。

最終，機(jī)翼產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞，斷裂損毀，發(fā)生飛行事故。

這是前掠翼領(lǐng)域的致命性問(wèn)題，根本無(wú)法解決，如同癌癥般，令前掠翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)被世界航空專家宣判死亡。

正兒八經(jīng)的蘇霍伊設(shè)計(jì)局，所研發(fā)的蘇47‘金雕’前掠翼戰(zhàn)機(jī)，采用前掠角37°，機(jī)動(dòng)性和綜合性能首屈一指，同代戰(zhàn)機(jī)幾乎無(wú)可比擬，可依舊沒(méi)能正式服役，宣告流產(chǎn)。

除了無(wú)法滿足隱身需求之外的因素，前掠翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)無(wú)法克服的氣動(dòng)彈性發(fā)散問(wèn)題，也是蘇47‘金雕’下馬的核心原因。

蘇47‘金雕’機(jī)體采用鈦合金，機(jī)翼采用80比例的復(fù)合材料，而這，僅是初步滿足亞音速階段飛行和機(jī)動(dòng)的要求，令翼尖扭轉(zhuǎn)損毀的情況沒(méi)有發(fā)生，更進(jìn)一步的跨音速飛行機(jī)動(dòng)和超音速飛行，仍舊無(wú)法避免。

扎根航空設(shè)計(jì)領(lǐng)域數(shù)十年的楊威，經(jīng)驗(yàn)老道而豐富，清楚知道左雪提出的五代機(jī)設(shè)計(jì)思路是否具備可行性。

設(shè)計(jì)思路總體可行，滿足當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)五代機(jī)的性能預(yù)設(shè)要求。

但是，如果氣動(dòng)彈性發(fā)散這個(gè)最致命的設(shè)計(jì)難點(diǎn)無(wú)法得到解決，即便設(shè)計(jì)性能再好，那也只能待在圖紙上，絕不可能研發(fā)列裝部隊(duì)。

“老師，我準(zhǔn)備用石墨烯復(fù)合材料。”對(duì)于楊威這個(gè)預(yù)料之中的問(wèn)題，左雪并未意外，隨即給出早已準(zhǔn)備好的答案。

石墨烯復(fù)合材料。

高純度石墨烯的硬度和強(qiáng)度是世界上目前已知材料中最高的，是鋼鐵的200倍，且具備極高的拉伸性和超薄性，力學(xué)特性完全拉滿，

強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，除此之外，石墨烯還擁有極高的導(dǎo)熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，簡(jiǎn)直可以稱之為完美的航空材料。

如果以石墨烯為主體研制新型復(fù)合材料，其性能將遠(yuǎn)高于當(dāng)前航空領(lǐng)域應(yīng)用的碳纖維復(fù)合材料。

“石墨烯復(fù)合材料……”

聽(tīng)到這個(gè)回答，楊威若有所思，電話里回蕩著楊威細(xì)細(xì)琢磨的自語(yǔ)聲，過(guò)了數(shù)秒，聲音微微嚴(yán)肅：“小雪，你認(rèn)為石墨烯復(fù)合材料可以解決氣動(dòng)彈性發(fā)散的問(wèn)題嗎？”

“是的，老師，我認(rèn)為石墨烯復(fù)合材料可以抵擋前掠翼升力產(chǎn)生的扭矩力，從而解決該問(wèn)題，上個(gè)世紀(jì)80年代蘇霍伊和格魯門用碳纖維復(fù)合材料讓前掠翼實(shí)現(xiàn)亞跨音速飛行，40年過(guò)去了，石墨烯復(fù)合材料完全可以充分滿足前掠翼在亞跨音速機(jī)動(dòng)承受的升力扭矩和超音速機(jī)動(dòng)升力扭矩。”

左雪面容認(rèn)真，肯定道：“您是知道的，從氣動(dòng)設(shè)計(jì)上無(wú)法根本性解決氣動(dòng)彈性發(fā)散的。”

氣動(dòng)彈性發(fā)散問(wèn)題，自從飛行器誕生以來(lái)就一直困擾每一位飛機(jī)設(shè)計(jì)師的頭疼麻煩，在前掠翼設(shè)計(jì)領(lǐng)域更是尤為突出。

如果要用前掠翼，氣動(dòng)彈性發(fā)散必然會(huì)產(chǎn)生，除非改變前掠翼氣動(dòng)布局，拋棄前掠翼?yè)碛械囊幌盗袃?yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｒ?guī)后掠翼。

石墨烯復(fù)合材料，就是左雪思考良久之后得出的解決方案——用材料解決。

“小雪，你知道高純度石墨烯的價(jià)格吧？”楊威思索片刻，沒(méi)有反駁，同意左雪的說(shuō)法，接著換了一個(gè)切入角，詢問(wèn)道。

左雪立即回應(yīng)道：“嗯，知道，當(dāng)前99.9純度的石墨烯市場(chǎng)價(jià)格為1200人民幣一克，航空級(jí)石石墨烯純度需要達(dá)到99.99級(jí)別，價(jià)格是3200人民幣一克，不過(guò)我認(rèn)為這是值得的，采用石墨烯會(huì)令機(jī)體性能達(dá)到指標(biāo)，此外大規(guī)模應(yīng)用石墨烯材料，同樣會(huì)使得市場(chǎng)價(jià)進(jìn)一步降低。”

步入2020年，一個(gè)九的高純度石墨烯價(jià)格已然降低許多，從數(shù)年前的5000人民幣一克，降低到現(xiàn)在1200人民幣一克。

兩個(gè)九的航空級(jí)石墨烯材料，市場(chǎng)價(jià)從每克8000人民幣降低到3200人民幣。

盡管如此，高純度石墨烯的價(jià)格仍舊堪稱天文數(shù)字。

3200人民幣一克是什么概念嗎？

今年四月份金價(jià)約為400人民幣一克，兩個(gè)九純度石墨烯價(jià)格足足是黃金的8倍。

8倍！

換句話而言，如果大規(guī)模動(dòng)用石墨烯復(fù)合材料，戰(zhàn)機(jī)研發(fā)成本將呈幾何形式增長(zhǎng)。x33小說(shuō)電腦端:https:///((域名請(qǐng)記住_三<三小》說(shuō)（網(wǎng)）W、ω、ω.x、彡、彡、x`￥s！.c、oм文)字<更￥新/速￥度最&駃0

假設(shè)第五代戰(zhàn)機(jī)空重約為25噸，按照機(jī)體復(fù)合材料使用率約為20計(jì)算，將至少使用五噸質(zhì)量的石墨烯復(fù)合材料。

整整5噸！

3200人民幣一克，換算每噸價(jià)格為32億人民幣，5噸即是160億人民幣，折合美元24.7億。

這價(jià)格，簡(jiǎn)直突破天際，高的離譜。

第五代戰(zhàn)機(jī)單就復(fù)合材料采購(gòu)成本，就超越世界上最昂貴的B2戰(zhàn)略隱身轟炸機(jī)，若是再加上航電、綜合電子戰(zhàn)、電傳操控等一系列子系統(tǒng)，單機(jī)價(jià)格直逼三十億美元。

不過(guò)，在左雪看來(lái)，這些投入完全是值得的，第五代戰(zhàn)機(jī)要求的性能指標(biāo)只要實(shí)現(xiàn)，就能極大程度增加國(guó)防實(shí)力，保護(hù)國(guó)家領(lǐng)土和人民安全。

況且，前期投入昂貴主要是高純度石墨烯產(chǎn)量稀少，隨著航空領(lǐng)域大量使用石墨烯復(fù)合材料，材料成本會(huì)直線下降。

興許，兩個(gè)九純度的石墨烯會(huì)降低到每克1000元，500元，甚至更低。

“關(guān)于氣動(dòng)彈性發(fā)散的問(wèn)題，除了應(yīng)用新型材料之外，還有沒(méi)有其他的解決辦法？”既然左雪知曉價(jià)格，楊威倒是沒(méi)在價(jià)格問(wèn)題深究，繼續(xù)詢問(wèn)道。

楊威同樣贊同左雪的意見(jiàn)，先別管價(jià)格貴不貴，只要能搞出第五代戰(zhàn)機(jī)，就算成功一半。

造價(jià)主要靠大規(guī)模生產(chǎn)稀釋成本，等規(guī)模一上來(lái)，價(jià)格自然降下去。

如果石墨烯復(fù)合材料確實(shí)能夠滿足第五代戰(zhàn)機(jī)的使用需求，國(guó)家層面勢(shì)必會(huì)加速推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)的深層次發(fā)展。