F22贵的原因

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 13:26:32
以前一直知道F22贵,但是为什么贵没有深究,至于这么贵到底有没有贵的很冤枉的地方,更加没有深究。那天琢磨了一下,发现:F22贵的实在冤枉,本来可以没这么贵的,当然性能也许不会像现在这么好。

F22的钛合金用量达到35%左右(不很精确),符合材料比例也很高,算下来一般飞机常用的铝合金反倒是没有这么多。但是一架飞机真的需要这么多钛合金么?
钛合金的密度在4.5左右,常用的钛合金强度在1000MPa左右,比强度222左右(真2的数字),铝合金的密度在2.7左右,常用的强度在600MPa左右,比强度居然也是222!
也就是说在一些非关键位置,用钛合金比用铝合金并没有决定性的优势!这些非关键位置包括机身桁架、机翼框架等等基本结构。当然,比如发动机隔框这样的有温度的位置,比如尾翼转轴这样的高应力位置,钛合金还是很有用的。F22在机身框架、机翼桁架上都用了大量的钛合金,重量降不下来,价格还贵。换句话说,就是在刀背上也用了好钢。
那么把这些位置换成铝合金对性能有什么影响呢?重量没有增加,只是冲压件的厚度增加了而已,其优异的机动性还是能够保持,唯独内油可能从10吨下降到9.2吨左右。这个影响大么?不大吧?
可惜F22从YF22到F22A,都没有这样做,也许这也是体制原因吧。以前一直知道F22贵,但是为什么贵没有深究,至于这么贵到底有没有贵的很冤枉的地方,更加没有深究。那天琢磨了一下,发现:F22贵的实在冤枉,本来可以没这么贵的,当然性能也许不会像现在这么好。

F22的钛合金用量达到35%左右(不很精确),符合材料比例也很高,算下来一般飞机常用的铝合金反倒是没有这么多。但是一架飞机真的需要这么多钛合金么?
钛合金的密度在4.5左右,常用的钛合金强度在1000MPa左右,比强度222左右(真2的数字),铝合金的密度在2.7左右,常用的强度在600MPa左右,比强度居然也是222!
也就是说在一些非关键位置,用钛合金比用铝合金并没有决定性的优势!这些非关键位置包括机身桁架、机翼框架等等基本结构。当然,比如发动机隔框这样的有温度的位置,比如尾翼转轴这样的高应力位置,钛合金还是很有用的。F22在机身框架、机翼桁架上都用了大量的钛合金,重量降不下来,价格还贵。换句话说,就是在刀背上也用了好钢。
那么把这些位置换成铝合金对性能有什么影响呢?重量没有增加,只是冲压件的厚度增加了而已,其优异的机动性还是能够保持,唯独内油可能从10吨下降到9.2吨左右。这个影响大么?不大吧?
可惜F22从YF22到F22A,都没有这样做,也许这也是体制原因吧。
买的太少!
用比强度来说事,不够严谨吧,很多结构上,不是厚那么几厘米就能替代大极限强度的。
似乎有一定的道理呀
贵是因为《不卖》.........说到F22结构强度有传说:3-5发20mm火神炮弹击中也不会空中解体!牛吗
3L说的对。。。话说读了这么多年材料,我还真的没有听说过比强度这种东西


F-22被认为使用了6种不同的钛合金,钛合金占了重量的42%



F-22被认为使用了6种不同的钛合金,钛合金占了重量的42%

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PL-15 发表于 2012-10-29 15:17
用比强度来说事,不够严谨吧,很多结构上,不是厚那么几厘米就能替代大极限强度的。
很多,而不是全部。我也不否认钛合金有其优势场所,但是像F22这样到处都用显然有点……奢侈
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 15:34
很多,而不是全部。我也不否认钛合金有其优势场所,但是像F22这样到处都用显然有点……奢侈
呵呵,不知道具体材料使用的部位,也不清楚招标时的具体指标要求,所以也不好评价是否大材小用了。
PL-15 发表于 2012-10-29 15:40
呵呵,不知道具体材料使用的部位,也不清楚招标时的具体指标要求,所以也不好评价是否大材小用了。
不知道全部,但是至少知道在机翼框架上,大多数都是钛合金。够奢侈的吧?
594415346 发表于 2012-10-29 15:24
3L说的对。。。话说读了这么多年材料,我还真的没有听说过比强度这种东西
说实话......我也是第一次听说,只不过正在强度分析的时候也确实需要材料密度这个属性,所以我也不好随便否定楼主。
有很多地方不是厚一点就能解决的。例如,发动机直径处,大框不能减小圆的直径来增加厚度。
有很多地方不是厚一点就能解决的。例如,发动机直径处,大框不能减小圆的直径来增加厚度。


有些地方,使用薄的钛合金,燃油管路正好能通过。使用厚的铝合金,燃油管通不过去了。

有些地方,使用薄的钛合金,燃油管路正好能通过。使用厚的铝合金,燃油管通不过去了。
达到F16的销量,就会便宜多了
这点材料才值几个钱,假设F22结构重量6吨,35%就是约2吨,你觉得比例太高,就降低个15个百分点吧,就是说把900公斤钛合金换成铝合金,这几百公斤的合金材料的差价可以解释F22的1.4亿美元的单价么?
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 15:41
不知道全部,但是至少知道在机翼框架上,大多数都是钛合金。够奢侈的吧?
确实够华丽,不过还是不能把话说死啊,毕竟F22是要做超音速机动的,这一点就不能完全比照2、3代机的强度要求来看。
F15也大量使用钛合金,苏27也一样,但钛合金使用量高不能解释F22贵的原因,贵的原因应该是机内电子设备,和隐身材料,而且采购量少
2012-10-29 16:08 上传

白云居士 发表于 2012-10-29 15:58
这点材料才值几个钱,假设F22结构重量6吨,35%就是约2吨,你觉得比例太高,就降低个15个百分点吧,就是说把 ...
虽然我基本上完全不同意楼主的观点。但是如果考虑到900KG钛合金的生产和加工的话,也确实不便宜。这个不能拿纯金属的质量来计算的。。。可能加工中间的很多设备都是独一无二的。- -猜测而已。。。当然楼主那个比强度,真心看不懂。
F22虽然用钛量较高,但这不是它太贵的主因吧。
钛合金加工费用很贵的,完全不能钳工修配,必须一次到位。
ertert 发表于 2012-10-29 15:54
有很多地方不是厚一点就能解决的。例如,发动机直径处,大框不能减小圆的直径来增加厚度。
发动机隔框这个由于是高温部件,不是铝合金能够代替的。但是无论如何连机翼梁都用实在是太奢侈了。那么现在我换种说法,不减少内油了,改为机身整个向外扩张5毫米以内,这个完全可以接受的吧?
dsandy1 发表于 2012-10-29 16:19
F22虽然用钛量较高,但这不是它太贵的主因吧。
钛合金只是贵的原因之一,但是由此可以看出,不计成本地追求性能这种做法,可能表现在F22研究过程的方方面面。
594415346 发表于 2012-10-29 16:14
虽然我基本上完全不同意楼主的观点。但是如果考虑到900KG钛合金的生产和加工的话,也确实不便宜。这个不能 ...
就是强度和密度的比值啦……
白云居士 发表于 2012-10-29 15:58
这点材料才值几个钱,假设F22结构重量6吨,35%就是约2吨,你觉得比例太高,就降低个15个百分点吧,就是说把 ...
看24楼。

八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 16:44
发动机隔框这个由于是高温部件,不是铝合金能够代替的。但是无论如何连机翼梁都用实在是太奢侈了。那么现 ...


体积变大,空气阻力会变大。
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 16:44
发动机隔框这个由于是高温部件,不是铝合金能够代替的。但是无论如何连机翼梁都用实在是太奢侈了。那么现 ...


体积变大,空气阻力会变大。
thomas2013 发表于 2012-10-29 16:02
F15也大量使用钛合金,苏27也一样,但钛合金使用量高不能解释F22贵的原因,贵的原因应该是机内电子设备,和 ...
看24楼。
订单太少,骡马要补上研发期间的费用(至于这丫有多腹黑老夫呵呵而过)
ertert 发表于 2012-10-29 16:48
体积变大,空气阻力会变大。
相当于把1.6的超音速巡航变成1.55,价格却能降低三分之一左右,你认为划算么?
flyflanker 发表于 2012-10-29 16:55
订单太少,骡马要补上研发期间的费用(至于这丫有多腹黑老夫呵呵而过)
这不是从研制开始就应该考虑的问题么?
594415346 发表于 2012-10-29 16:14
虽然我基本上完全不同意楼主的观点。但是如果考虑到900KG钛合金的生产和加工的话,也确实不便宜。这个不能 ...
比强度:极限强度除以密度......
资料来源:我的计算器
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 16:57
相当于把1.6的超音速巡航变成1.55,价格却能降低三分之一左右,你认为划算么?
你想的太简单了,从1000的强度到600的强度,可能意味着原来7.5G的机动现在只能有3.5G左右了,而且整个机身的寿命还可能大大减少,后期的保障维修费用更是会增加。
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 16:57
相当于把1.6的超音速巡航变成1.55,价格却能降低三分之一左右,你认为划算么?
在冲击波爆闪的战场设想之下,只要性能没有价格。
相当于把1.6的超音速巡航变成1.55,价格却能降低三分之一左右,你认为划算么?
1.6变成1.55是怎么算的呢?
钛的热膨胀系数低于钢和不到铝的一半,铝合金密度虽低,但比强度不如钛合金,而且温度越高,钛合金比铝合金的优越性越显著。例如,在300~350℃,钛合金的强度比铝合金大约高一个等级;而在400~500℃,铝镁合金的强度和硬度将急剧下降,而钛合金却能保持足够的使用强度。
八岐刺蛇 发表于 2012-10-29 16:49
看24楼。
。。。那就是另外一个命题了

F15在70年代初单价过3000万美刀,也算是天价了
4代机加大钛合金的使用比列,才能满足超音速机动的机体结构强度,再说,一吨钛合金才卖3万美圆,犯的着省小钱降低4代机的机动性和寿命
有说把响尾蛇战斗部上的炸药放在外壳爆炸都没事的,尽管没破片伤害。
PL-15 发表于 2012-10-29 16:59
比强度:极限强度除以密度......
资料来源:我的计算器
你这个数据有什么工程上边的意义么?。。。不要想当然,强度的计算是很复杂的。