這種比黃金還貴的材料，殲20用了20%但仍不及美軍戰機

衡量飛機技術含量的新材料應用，國產飛機披露的數據很少。不過，在8月舉行的2017年暑期院士專家系列科普講壇上，著名航空材料學家、科學院院士曹春曉卻罕見揭秘，殲20為代表的國產四代機，機體結構的鈦合金和複合材料比例已有長足進步。

鈦合金是一種強度高、耐蝕性好、耐熱性高的合金材料，上世紀50年代開始運用於作戰飛機，這種合金堪稱是比黃金還貴的金屬，特別由於鈦合金在焊接等加工工藝上存在極大的難度，其一般只用於作戰飛機等國防高技術武器中，世界上鈦合金加工經驗最豐富的俄羅斯還用它來造核潛艇，堪稱是「金魚」。

▲殲20鈦合金比例高達20%

曹春曉院士在講壇上披露，國產軍用殲擊機的鈦用量也在不斷提升。「我們殲8用鈦很少是2%，殲10用鈦4%，殲11用到15%，殲20用到20%，殲31用到25%，也算比較多。我們的運20跟美國的C-17是相近的，用鈦量都是10%左右。」，由此可見殲20和殲31這兩種國產四代機的鈦用量比例是國內飛機最高的。

▲FC31用鈦量達25%，比殲20還高

然而，比起美國空軍的四代機，國產戰機的機體結構鈦合金比例並不算高。「最高的記錄是F22，這個飛機用了41%的鈦，複合材料24%，鋁合金只有15%，原來都是鋁合金為主，現在是鈦合金為主了。F35也不少，有27%的鈦。」曹春曉院士拿出的數據，顯示了中美四代機在鈦合金比例上的差距。

▲F-22的用鈦量超40%，F-35為27%

資料顯示，殲20機體結構的鈦合金應用比例還不及1972年首飛的美國F-15「鷹」式戰機。F-15 的機體結構重量的 25.8% 為鈦合金，發動機艙和機翼內側的部位大量使用鈦合金。三個主翼梁和與之連接的壁板、以及發動機艙都是鈦合金結構，兩台發動機間甚至採用鈦合金防火牆，避免一台發動機起火后波及另一台。

▲F-15的鈦合金髮動機隔板，@空翼網 圖片

除了鈦合金，航空複合材料是戰機減重提升作戰效能的另一種重要材料，這一材料運用上，國產戰機進步明顯。講壇上，曹春曉院士披露，殲20（機體結構）的複合材料用到了29%，不僅超過了F22的24%，也比三代戰鬥機中機身複合材料比例最高，素有「超級塑料蟲」美譽的F-18E/F戰機的22%高不少。

▲殲10B機身上的淺綠色部分都是復材蒙皮

中美戰機在機身鈦合金比例上的差距，恐怕還是由於鈦合金加工水平、良品率方面存在不足。2014年，曹春曉院士接受《航空報》採訪時也提到，雖然是鈦產量世界第一的國家，但鈦材料批生產穩定性不足，只能稱之為「鈦合金大國」，距離「強國」還有距離。

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