俄战机寿命通常为3000小时,为啥美国可用120年?歼20也已破万

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在世界航空史上,战斗民族在苏联时期就提出了"战斗机飞行全寿命为3000小时"的理论。不过,自上世纪90年代以来,这一理论观点正在被不断否定。目前。即便是与苏制战机一脉相承的俄制三代战机,都普遍跨过了3000小时的数据瓶颈。与其相比,在航空发动机领域拥有技术优势的美制战机更是在上世纪70年代,就普遍将战斗机飞行寿命提升到了8000小时这一档次(比如服役超过40年的F-15战机)。不仅如此,近年来大批量服役的美制五代战机F-35,以及中国首款五代战机歼-20,目前都已经将飞行全寿命提升到了1万小时以上。

客观来说,所谓的"战斗机飞行全寿命为3000小时"的理论,存在着一定的历史局限性。因为在前苏联时期,苏制战机尽管有众多设计亮点,但在组装工艺方面一直非常粗糙,为了追求大批量生产,苏联设计师更是将战斗机当做苏制坦克那样的快速消耗品,并不追求精工细作。因此,苏制以及早期的俄制战机飞行寿命普遍不高。比如,配备AL31F发动机的苏-27,其设计飞行寿命甚至只有1500小时。中国空军在引进苏-27之后,更是发现AL-31F发动机的总寿命只有900小时(大修寿命300小时)。按照这一标准,包括苏-27以及后续引进的苏-30MKK在内,服役4年就必须更换发动机。这样的性能,显然无法达到预期要求。

客观来说,无论是哪种型号与设计风格的战斗机,其飞行寿命一般都要受到两个方面因素的影响:疲劳寿命和日历寿命。前者涵盖了战机的飞行时长和起落次数,后者则代表了战机的损耗程度。此外,战机发动机的使用寿命,也直接影响了全飞行寿命。和苏制/俄制战机相比,美制战机及北约主要国家的战机,其设计飞行寿命普遍在5000-8000小时之间,其中日历寿命一般更是达到了30年之久。造成这样的差距,还是由于设计理念的不同。以美制战机为例,在材料、组装等细节上都要更加精细化,相关的维护保养也更加专业和完善。以F-15战机来说,其标准设计寿命就已经达到了8000小时,由于其中央结构件的设计余度高达4倍,因此在不遭受重创的前提下,使用寿命还能延长数千小时。正因为这样的特点,即便是使用了数十年的F-15战机,依然能够继续服役。

近年来,随着多款五代战机问世,3000小时这一数值更是完全不适用。作为目前全球装备最多的五代战斗机,F-35各型号战机经历了8年之久的机身静态和耐久性测试。从测试结果来看,其机体寿命远远超出了最初的设计标准。其中,测试结果最优秀的F-35A的使用寿命预计高达24000小时,理论上可以使用120年。

和美制五代战机相比,国产歼-20在多次升级优化后,飞行寿命也全面迈过了1万小时大关。特别是在新型材料的使用方面,早在2017年,中国科学院院士曹春晓就透露,歼-20除了大量使用新型钛合金之外,其复合材料的用量达到了机体材料总体的29%(F-35战机应用的钛合金材料占比为20%)。由于以钛合金为主的这些新型复合材料具有耐蚀性好、耐热性高的优势,可以让歼-20关键性的结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机等部件的稳定性和耐久性大大提升,进而全面提升歼-20的飞行寿命。

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