“说来惭愧,本来我们想用凯夫拉作为头盔的主材的,可惜这种材料重量实在大了点,没办法我们就只能采用T800碳纤维复合材料作为主材,使得整个头盔在不假装其他电子设备的情况下重量控制在0。64千克。”
“不可能,绝对不可能!”
庄建业这话刚说完,还没等老牟说话,另一侧的军事科学院的领导便脑袋摇的跟拨浪鼓似的:“T800碳纤维无论是材质还是特性的确是轻量化飞行头盔的立项材料,问题是以这种头盔的用量,想控制在0。64千克……”
说着这位军事科学院的领导再次摇头:“根本不可能。”
“我说老韦,事实就摆在眼前了,怎么就不可能?”不等庄建业说话,老牟不干了,手里头盔重量几何他心里比谁都有数。
里面的光学设备、电子设备、线路电缆就是固定的,甚至有些东西就算想减轻都困难,就比如说光学设备,能够符合多任务属性的光学材料就那么几种,只能说为了减重将光学设备尽量打薄,本质上是改变不了多少的。
集成电路和线缆同样如此,于是乎只有占比例最大的头盔本身可以用其他轻质材料所代替。
老牟最然不是搞技术的,但是个实打实的老飞行员,还是很了解里面的门道的,所以不用庄建业去解释,他这边就给挡下来。
老韦也不客气,从老牟手里接过头盔,掂了掂,又看了看,然后摇了摇头:“总体的重量或许2千克出头,但我还是不相信头盔本身只有0。64千克,要知道我们军事科学院就承担一部分苏—27国产化中飞行员头盔的仿制工作。
为了减轻重量我们尝试了多种材料,其中一个重要方向就是T800碳纤维复合材料方案,不过我们经过层层的控制和工艺上的改进,做出的最好成绩是0。8千克,通常的情况下能维持在1。2千克左右。”
说着抬眼看向老牟:“那可是我们军事科学院在国内最好的实验室内完成的,你老牟不会不相信我们的实力吧?”
“这个……”
这下老牟没话说了,军事科学院可是全军技术实力最强的所在,部队很多高技术装备的源头都是起源于军事科学院,连这样的地方只能做出0。8千克的最好成绩,腾飞集团怎么可能搞出0。64千克的同类产品?
要知道腾飞集团的这个数值可是比老韦的最好成绩还要低20%。
整整20%,这在正负1%都会造成重大影响的航空配套设备来说,简直就是天文数字。
而在场的人,包括总部首长可都不是啥糊涂蛋,很清楚这里面的利害关系,于是纷纷看向庄建业,想看看这位腾飞集团的掌舵人该怎么解释。
庄建业并没有因为老韦的质疑而惊慌,反倒是问老韦:“韦首长,你们做出0。8千克的飞行员头盔用时的是不是手工敷贴固化工艺?”
老韦点点头:“是的,我们一直用的就是这种工艺,也是国内外最为常见,也是最成熟的碳纤维复合材料整体成型工艺。”
说着,老韦不自觉的挺直了身板,同时神情也变得颇为自豪:“不过,在我们的不懈努力下,我们对该工艺的模具、环氧树脂的选择、敷贴时的环境控制以及热压灌固化的温度和时间都进行了优化,这才有了0。8千克成绩,以目前国内外的公开数据老看,这个数值已经跻身世界前列。”
“那你们为什么不尝试下自动化设备?”庄建业不解的问。
“你是说ATL,碳纤维复合材料自动铺带机吗?这种设备的确是好,问题是ATL只能用于一般的平面铺设……”
“不不,韦首长,我说的不是ATL,而是能够用于复杂曲面碳纤维铺设的AFP。”没等老韦把话说完,庄建业便摇了摇头。
“我说小庄啊,AFP国内根本没有,所以……等等……”
听着庄建业的话,老韦呵呵一笑,觉得眼前的这个后辈还是太年轻,少不得要提点几句,结果自己的话刚出口,便意识到哪里不对,旋即看了看手里的头盔,又看了看庄建业,瞪着双眼问道:“你们……你们……你们不会已经有了AFP?”
第1015章 航空航天霸权
“我们一般不叫AFP,而是称作NB系列自动碳纤维丝铺放机床。”
庄建业笑容谦逊,神态温和,半点儿没有以往那种有点儿东风就飘上天的既视感,但这话听到老韦的耳朵里,却无异于是一记惊雷。
自动碳纤维丝铺放机床,英文称之为Automated Fiber Placement缩写为AFP,也就是自动铺丝机的简称。
其作用主要用于飞机、火箭、导弹等航空器或航空器复杂曲面的碳纤维复合材料的铺放成型。
属于航空航天制造领域最为高端的一类核心设备。
也正因为如此,碳纤维复合材料即便诞生了将近40年,各国也陆陆续续将其应用到各类航空航天产品中。
可真正能把这种新材料应用好的国家却并不多。
这就好比麻将人人会打,但真正能每把稳赢的牌中高手凤毛麟角是一个道理,其本身也是有高低差别,强弱之分的。
在碳纤维复合材料的实际应用和成型产品制造也是一样。
最低级的便是利用碳纤维复合材料生产厂生产的预制碳纤维复合材料织物,利用环氧树脂为粘合剂,根据模具形状,用人工一层一层的贴敷、压实,然后送入热压灌定型。
次一级的是碳纤维复合材料自动缠绕机,诞生于70年代,主要用于远程弹道导弹弹体的制造,以此降低导弹总体的结构重量,提高有效载荷。
美国的C—4潜射弹道导弹,D—5潜射弹道导弹,法国的M—45和正在研制的M—51两款潜射弹道导弹都采用弹体碳纤维自动缠绕工艺来生产弹体。
然而碳纤维复合材料自动缠绕机虽然能够生产诸如弹体这样规整的圆形部件,但单体内的衬板、飞机上的机翼、尾翼、方向舵等平面部件却无法制造,还需要人工用碳纤维织物一层一层的铺设。
先不说人工费有多昂贵,也不提人工的失误率,就说碳纤维织物在铺设时多出的边角料要被割掉报废的废品率就是个不小的数字。
于是从80年代开始,欧美便采用自动碳纤维复合材料带层辅机床,简称自动辅带机,英文缩写ATL,作为航空航天平面板材的自动加工设备,用于取代人工生产。
该设备核心是前端的机床辅带头,它是集带料运输、加热、施压贴紧、剪切、重送为一体的专业化带铺设备。
正是有了这样的设备,才可以完成除了热压灌加固外,所有之前需要人工参与的铺设、粘连、剪切、压紧、成型等所有工艺。
不仅如此,由于自动辅带机自动化使得用这类设备加工碳纤维部件效率成倍的提高。
因为一般来说,人工铺放生产率平均为0。5~1。2公斤小时,采用自动辅带机铺放则可达到20公斤小时的生产率,足足是人工的20倍。
至于精度就更不用说,最熟练的铺放工人也只能做到正负3毫米的误差,而自动辅带机则可做到正负1。3毫米。
耗材方面也是一样,人工铺设平均是35%的耗材,而自动辅带机的损耗只有5%,这对平均价格在280美元公斤的碳纤维复合材料来说,绝对是很划得来的。
正是有着种种好处,自动辅带机一经问世便迅速成为欧美航空巨头的宠儿,并很快应用到实际生产中,比如说空客的A330的垂尾、美国波音777的两侧机翼和方向舵、F—22和F—18战斗机的蓬皮等等。
不过自动辅带机虽好,做个平面部件还行,但复杂的曲面就玩儿不转了,而航空器和航天器上还有很多O型部件、C型部件、雷达罩以及机头等需要保证流线型的复杂曲面。
于是欧美的工程师便将自动缠绕机与自动辅带机结合,利用机械领域的多轴联动和数控基础打造出更为先进的,也是迄今为止适应性最强的自动铺丝机。
以此来解决航空器和航天器上复杂曲面结构的碳纤维复合材料的铺放加工。
在这方面,美国波音走在最前面,在八十年代中期就开发出能够实际应用的自动铺丝机,到了八十年末,波音将该技术转让给美国的3I公司,使其实现商用化,至此自动铺丝机这项碳纤维复合材料最为顶尖的加工设备便被美国所垄断。
于是从九十年代开始,波音、洛马、诺格等航空航天巨头可以肆无忌惮的增加碳纤维复合材料在航空器上的用量,根本不考虑会不会因为解构形状而无法加工,因为美国人已经在这方面取得了制造工艺上的突破,就可以为所欲为。
什么波音777,波音787,F—22,B—2想造就造。
相比之下,欧洲就没这么随心所欲了,他们只停留在自动辅带机阶段,特别是西班牙和意大利,这两个国家在龙门式自动辅带机上技术和经验甚至比美国还要强上一筹,可惜的是,他们在自动铺丝机上被美国甩开,因此,在航空制造上总是被美国压半拍儿。
俄罗斯,包括没解体前的苏联,在碳纤维复合材料上本就不如欧美,专业加工设备方面就跟不说了,早就被甩开十万八千里,目前只具备自动缠绕机用于远程导弹的生产。
国内的情况跟俄国差不多,只具备少量的自动缠绕机,可以实现远程导弹弹体的自动化生产,其余的需要碳纤维复合材料的地方,几乎100%都是用人工来生产,不但效率低,良品率不高不说,总体的成本还居高不下。
更重要的是生产周期长。
不说别的,美国生产一副F—22的复合材料垂尾只需2个操作员3个工作日,国内生产比垂尾小数倍的苏—27水平尾翼却需要四个8人班组三班倒一个星期才能做出来。
2个操作员3个工作日VS四个8人班组三班倒一个星期。
孰优孰劣一目了然。
正因为有着如此巨大的优势,国际航空航天业内将自动铺丝机称为航空航天霸权,因为一旦拥有这样的设备,就可在航空航天制造领域具备无可睥睨的技术优势。
而现如今只有美国具备这样的霸权,换句话说,只有美国在麻将桌上打一次赢一次,其他人连赢的机会都没有。
老韦作为军事科学院专门从事航空航天应用生产研究的专家,本以为这辈子都与这种航空航天霸权无缘,结果听庄建业这么一说,老韦敏锐的感觉到,似乎自己国家也能在麻将桌上小胡几把,但又有些不确定,便颤巍巍的小心问道:“小庄,你们真做出自动铺丝机了?”
庄建业诚恳的点头:“是的,要不各位首长一起去瞧瞧?”
第1016章 B2进气道就是这么造的
“走吧!”
庄建业话音刚落,还没等老韦表态,总部首长便先一步点头,随即迈步朝着厂区深处的光电研究中心走去。
老韦立刻跟上,只有老牟一边看着手里的“狙击手”飞行员头盔,一边又瞧了瞧颇为现代化的直—12直升机座舱,一脸的郁闷,明明是他体验“狙击手”头盔的,怎么搞来搞去变成了大家伙去参观设备了?
想想好像是讨论头盔重量是自己开的头,老牟就恨不得给自己两嘴巴子,安稳的体验不好吗?瞎搞个啥!
可这事儿老牟也就心里想想,眼瞅着总部首长背影都要消失不见,老牟只能咬咬牙,将手里的“狙击手”头盔不情愿的塞给飞行员,丢下一句:“等有机会在过来瞧瞧成色。”
便大步向前,直追总部首长等人而去。
相较于老牟的不舍,老韦就显得迫不及待了,要知道那可是有机会稳定航空航天霸权的核心制造设备。
美国人凭什么能把各类纤维类复合材料玩儿的飞起,令自家的航空器和航天器玩了命的一代、一代的向前推动,搞得欧洲、俄罗斯等国只能看着美国的背影唉声叹息,感觉身体被掏空。
还不是美国人有自动铺丝机,可以将纤维类复合材料的利用率提到最高,不说其他的,波音公司公布的下一代宽体干线客机的复合材料占比高达40%,预计21世纪第一个十年内投入运营。
看得世界各国是即惊叹,有羡慕,同时还有深深的无力感。
人家美国的民用客机的复合材料用量都要达到40%,而世界大多数国家还在为战斗机上是用10%还是8%的复合材料用量而争论不休,美国与世界其他国家的差距就是这么大,不然又怎么会有霸权这一称谓。
结果如此被美国人垄断,并赋予霸权内涵的关键设备,腾飞集团居然取得了突破,这让从事此类研究的老韦如何能淡定得了。
也就是总部首长一马当先坐在了前面,老韦没办法,不然但凡换个人,老韦保准三步并作两步冲过去,把对方扒拉开,直接火急火燎的冲进研究中心。
可饶是如此,老韦还是不断的在总部首长身后科普着自动铺丝机的常识,反复说这东西对国内航空航天发展多么的重要,总体的意思很明显,您老还是快着点儿,慢的话,自动铺丝机跑了可怎么办!
事实证明,腾飞集团的自动铺丝机不是啥长了腿的小妖精,没事儿胡乱跑,它就静静的停在光电研究中心第三层的头盔工艺制备室中,充当关键的生产设备,为光电研究中心进一步研究和改进“狙击手”飞行员头盔综合显示系统提供轻量化的复合材料头盔的生产和定制化的快速加工。
因此整个设备并不大,通长只有3米,高2。7米,总体只有三部分组成,一台具有6个自由度运动的机械手臂,一个模具固定架还有一个控制台而已。
单从外边上看,并没有出彩的地方,无非是一个机械手臂而已,既没有生产大型客机十多米长的特大型部件那么震撼,也没有配套高端战机某敏感部件来的炫酷。
就那么平平常常的呆在那儿,似乎跟预料中的航空航天霸权并不沾边儿。
“这便是我们腾飞集团特种设备有限公司向光电研究中心交付的NB—2500V自动铺丝机……”
就在总部首长和老韦等军方大佬看着眼前的设备直皱眉头,觉得所谓的航空航天霸权似乎与想象中的高大上实在是有些大的时候,庄建业便快步来到NB—2500V前,开始事无巨细的介绍起来。
什么铺丝头,什么束丝数,节省多