戦闘機の軽量化はグラム単位で測定され、中国の軍事産業は 3D プリントを極限まで進めています。

「航空機の重量を1グラムでも減らすよう努力する」というのが、世界中の航空機設計者のモットーです。航空機の設計の各段階で、航空機全体の厳格な重量チェックを受ける必要があります。重量が重すぎる航空機は、燃料消費量が増え、航続距離が短くなり、上昇能力と操縦性が低下し、離着陸距離が長くなります。

中国が公開した3Dプリンター戦闘機の軽量化は民間機よりも厳しい。ロシアはSu-27を開発していたとき、軽量化をボーナスと直結させていた。1グラム軽量化するごとに10万元の報酬が支払われるという。 2012年にはすでに、インターネット上の専門家が、J-31戦闘機が軽量化において目覚ましい成果を達成し、そのボーナスは目を見張るほどのものだったというニュースを発表した。「効果的」という言葉は、この航空機の重量が少なくとも数百キログラム減ったことを示している。ネットユーザーの中には計算してみたところ、戦闘機の価格をグラム単位で測ると、2グラムは金1グラムに相当することが分かった人もいる。

映画「パールハーバー」を見た人は、あるシーンを今でも覚えているだろうか。B-29爆撃機が空母から発進しやすくするため、機体の機関銃など不要な部品をすべて取り外すだけでなく、パイロットは離陸前に排尿しなければならなかった。排尿がどれだけ重くてもいいのに、一点軽減できるのはいいことだ。

胴体補強フレームは3Dプリントで製造されています。戦闘機の開発において、我が国は軽量化を非常に重視してきました。重量を軽減するために、我が国の軍事産業は懸命に取り組んできました。長い間、エンジンが弱く、基礎材料が外国の先進レベルに遅れをとっていたため、我が国の軍用戦闘機は軽量化を非常に重視してきました。

わが軍のJ-7E戦闘機は40キロの軽量化に成功したと言われています。この40キロは何に使われるのでしょうか？これにより、J-7Eの旋回角速度が1度近く向上し、上昇速度が毎秒3メートル以上向上し、砲弾を数十発多く搭載できるようになります。

J-10の開発当初、主任設計者の宋文聡は厳格な重量管理システムを確立し、国産航空機開発における重量契約責任制度の先駆けとなった。各部品の重量が厳密に管理され、最終的にJ-10の実際の重量は当初の設計目標重量と比較して26キログラム減少し、重量管理の最高記録を樹立した。

J-11B戦闘機の複雑なマルチパイプ部品
2017年9月11日、CCTVニュースチャンネルは、神飛のJ-11Bの製造について11分間報道し、同機に使用されている新素材と3Dプリント技術に焦点を当てた。これは、J-11Bの生産再開の噂が信頼できるものであることを示しているだけでなく、航空機がさらに最適化されたことも示しています。

J-11の2番目の主要改良型であるJ-11Bは、国産の航空電子機器、空中レーダー、グラスコックピット、太行エンジンを搭載しているだけでなく、多数の軽量航空複合材料を使用し、数トンの軽量化を実現しています。番組では樹脂複合材料について触れられていました。これを油圧タンクに入れて高温高圧にすると、架橋化学反応が起こり、ポリマーが固まって非常に硬い板になります。その重量はアルミ合金の0.6倍しかありませんが、強度と剛性はアルミ合金よりも高く、戦闘機に大量に使用され、比較的優れた軽量化効果を発揮しています。

3Dプリント技術の応用により、国産戦闘機はより高く、より遠くまで飛行できるようになりました。このプログラムでは、マルチチャンネルジョイントの製造が導入されました。構造が複雑なため、これまではこのような設計はできませんでした。しかし、今では積層技術により実現できます。従来は複数のパイプを必要としていた機能を、3Dプリントにより軽量なマルチパイプ部品1つで実現できるようになりました。重量が大幅に軽減され、体積も小さくなるだけでなく、一体成形により強度と耐久性も向上しています。

同様の新素材や新技術は、中国の戦闘機の製造にも広く使用され始めている。新型戦闘機であるJ-10C、J-16、J-20では、複合材料の使用割合がさらに高くなっている。これまでも報じられてきたように、J-31とJ-20はどちらも3D積層造形技術を多用している。主翼はチタン合金の一体成型技術で作られており、重量を大幅に軽減するとともに、過負荷飛行時の戦闘機の構造をより強固にし、安全性を高めている。

2015年7月16日に開催された軍民融合成果展で展示された3Dプリント技術の登場により、戦闘機の構造部品がより軽量かつ強固になるだけでなく、廃棄物が大幅に削減され、製造コストがさらに削減されます。 2017年6月、CCTVの「Let's Talk」番組で、J-15の主任設計者である院士の孫聡氏は次のように述べた。「これまで、チタン合金の航空特殊形状部品の場合、100キログラムの材料のうち、最終的に使えるのはわずか5キログラムで、95キログラムは鉄粉として捨てられていました。しかし、3Dプリント技術では、必要なのは6キログラムだけで、少し切るだけで使用できます。」

2013年1月18日、国務院はAVICの「航空機用チタン合金の大型で複雑な一体型部品のレーザー成形技術」に対して国家技術発明賞の一等賞を授与した。当時、我が国にはすでにレーザー積層造形技術を用いて、12平方メートルを超える複雑なチタン合金構造部品を一度に形成する技術力がありました。数年経った今、その技術力はさらに進歩しているはずです。人生は止まらず、闘争は終わらない。中国の軍需産業は、中国の戦闘用鷲をより機敏にするために、懸命に努力してきた。

出典: 007 ディフェンス

戦闘機の軽量化はグラム単位で測定され、中国の軍事産業は 3D プリントを極限まで進めています。

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