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一個全尺寸中機身段正作為日本未來戰(zhàn)斗機項目技術(shù)采辦工作的一部分接受強度測試。該試驗件由模塊制成,這些模塊中復(fù)合材料蒙皮用膠水粘合在通過黏合劑相互連接的復(fù)合材料框和梁上。
一位與三菱重工(MHI)一同負責(zé)此項工作的日本防衛(wèi)省裝備廳(ATLA)官員稱,雖然評估工作尚未完成,但到目前為止尚未有重大問題發(fā)生。測試工作將在2019年3月31日完成。該名官員稱,由于存在技術(shù)難度,測試工作可能需要更多時間。
根據(jù)日本工程師的分析,限制復(fù)合材料承力結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的一個關(guān)鍵因素在于這種材料很容易因鉆孔導(dǎo)致高報廢率。但如果使用膠水代替鉚釘,這一問題幾乎就不存在了,因為屆時鉆孔的需要將會非常少。
這一中機身試驗樣件是根據(jù)ATLA為一種未來概念戰(zhàn)斗機設(shè)計并制造的。未來戰(zhàn)斗機是一種將在本世紀(jì)30年代進入服役的大型作戰(zhàn)飛機。日本政府正考慮包括聯(lián)合進行國際研發(fā)在內(nèi)的替代自主設(shè)計的備選方案,但同其他國家一道研發(fā)飛機仍可使用日本按預(yù)期獨立開發(fā)積累的技術(shù)知識。
MHI于2017財年制造了這個中機身。該樣段8.6米(28.2英尺)寬、5.2米長。此前已經(jīng)試造了一個更小的膠接的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)用于進行評估。由于先進的黏結(jié)技術(shù),現(xiàn)在的中機身段要比使用以往技術(shù)制造的機身段更易于制造,結(jié)構(gòu)部件數(shù)量更少。
該名官員在ATLA的技術(shù)研討會上表示,試驗樣段已經(jīng)通過了限制載荷的考驗,這是飛行中可能出現(xiàn)的最大值,但還不是極限載荷,該值要比限制載荷大50%。
到目前為止,工程師們尚未發(fā)現(xiàn)黏合劑和臨近材料連接處有任何破壞跡象。如ATLA此前描述,樣段的各部件分別在熱壓罐中制造完成,然后在壓力下黏結(jié)在一起完成裝配。
除了為復(fù)合材料的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了機會,黏結(jié)技術(shù)帶來的最大直接收益是減重。與緊固件相比,膠水的重量更輕,并且各部件不需要在孔洞周邊進行加強。
根據(jù)ATLA預(yù)測,正在進行試驗的結(jié)構(gòu)件要比使用緊固件技術(shù)制造的同樣結(jié)構(gòu)輕10%,這意味著人們在輕質(zhì)材料的應(yīng)用方面又向前邁進了一步。但該部門拒絕透露使用復(fù)合材料減重的具體數(shù)值。
該中機身在機腹仍要使用金屬材料,以吸收來自起落架的復(fù)雜載荷,這是復(fù)合材料無法完成的任務(wù)。同樣位于中機身下部的武器艙也需要由金屬材料制造。
對這項日本技術(shù),疲勞測試也是需要的,但到目前為止還沒有提供資金給予資助。此類工作應(yīng)該在更小規(guī)模的樣件上完成,從而控制所需冷卻設(shè)施的尺寸和費用。
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