末日之雷
小学六年级
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- 2015-03-11
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长期以来，材料加工技术的落后成为制约中国战斗机乃至整个航空工业发展的“阿喀琉斯之踵”，曾有一句形容中国航空工业的话称，“我们能设计出来任何飞机，但却不能生产和批量制造”，高性能材料不能应用，同时，由于目前全球碳纤维市场长期被东丽、东邦特耐克丝和三菱人造纤维等日本企业占据。以日本为首的西方国家又对中国施行了“密不透风”的禁运和制裁，看起来，中国的航空工业已经输在了起跑线上，可我们中国人从来就不信这个邪，本期策划就来说说中日碳纤维攻防战，中国是如何一步步突破日本的技术封锁，取得“碳纤维大战”的初步胜利。
一、做钓鱼竿的碳纤维都不能给中国 日本对中国技术封锁到“令人发指”
故事还要从碳纤维本身说起，我们知道，既坚如磐石，又韧如发丝，碳纤维是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质。由于碳纤维被广泛应用于航空、航天和国防军工等多领域，所以被一些西方媒体称之为“现代工业的骨骼”，由于种种原因，我国在碳纤维原丝生产和复合材料加工领域长期落后，1985年，我国沈飞和洪都两个飞机生产厂家分别研发的在垂直尾翼上应用复合材料的飞机领先试用成功，但没能实现批产，原因只有一个，中国没有可用的碳纤维原丝。
冷战结束后，由于碳纤维的高技术含量、高利润回报，西方国家仍然对我国实施禁运，实际上，军用高强度碳纤维原丝和其生产技术是西方国家对中国严格禁运的最重要技术，和这个等级的禁运相提并论是核武器技术。今年5月26日，日本兵库县警方以“涉嫌非法出口碳纤维材料给中国的罪名”逮捕3名日本人。2012年，一名中国公民被指控非法向中国出口M60JB碳纤维。2013年12月，综合外媒报道，中国商人日前在美国遭遇“钓鱼执法”，酿成又一起美国精心炮制的“中国间谍案”。一中国男子因非法采购航天级碳纤维在美国被判近5年。M60JB碳纤维是日本东丽公司的T300级碳纤维型号，是一种低品级高模量碳纤维，主要用来生产运动自行车零件、钓鱼竿和减震弹簧，连钓鱼竿的材料都不给中国，足见封锁之彻底。
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图为中航哈飞空客复合材料制造中心新厂房内配备的自动铺带和切割一体机，也是中国首台自动铺带和切割一体机
除了不能生产高质量的碳纤维原丝材料之外，我国在碳纤维应用技术领域同样问题重重，我们以碳纤维技术在战斗机上的应用为例，世界上主要战斗机和其他多种飞行器都采用碳纤维作为生产材料，比如美军F-35隐身战斗机超过35%的机身结构件和机体表面都使用了碳纤维复合材料，而同期的我军歼-11B战斗机碳纤维复合材料使用量不超过9%，1976年，采用世界第一款复材机翼的美军F/A-18A战斗机，该机的复材结构重量占比就超过了13%，差距之大可想而知。
二、让碳纤维也“白菜化" 中国首次批产T800级别军用小束丝碳纤维
正式认识到这种巨大的差距，近十多年来，高品质碳纤维材料在航空航天、军工等领域的特殊应用一直得到我国政府的高度关注，碳纤维的产业化被列入国家“863”、“973”计划，目前，中国碳纤维原丝生产的进展迅猛，近5年来，中国T700级军用碳纤维材料生产技术逐渐成熟。目前，中复神鹰公司投产的T700生产线是目前世界上第三个采用干喷湿纺工艺体系的商业化生产线，2014年获得中国建筑材料集团有限公司科学技术奖进步类一等奖，该公司生产的SYT49为千吨级规模（T700级）、SYT55为百吨级规模（T800级），均实现了连续稳定运行。其研发技术水平达到国内领先，部分性能指标超过国外同类产品水平，可完全替代进口。
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应用大量碳纤维复合材料的我国大型运输机――运-20。
碳纤维量产以后，中日两国在碳纤维技术方面的不平等地位发生了天反复地的变化，2005年前，由于中方不能生产军用航空航天级别碳纤维，国际上T300级碳纤维曾被炒到每公斤8000元人民币，而2007年中国成功批产之后，日本东丽公司的销售价格已经下降到每公斤200元不到，缩水了近41倍。据外国媒体称，正是因为中国能够自行生产碳纤维，从2007年开始，中国新研制的战斗机均广泛使用碳纤维复合材料做次承力结构，歼10的后续批次等后续机型，在雷达罩、前机身、鸭翼、副襟翼、垂尾、平尾、和机尾短舱、起落架舱门等各种次承力结构都批量使用了碳纤维复合材料。
军事专家称，2005年，中国”大飞机战略“的启动成为航空航天复材的发展契机，如同发动机打开了加力，行业发展从此加速急进。2006年，中复神鹰成立；同年，中航工业制造开始复合材料自动化铺放的工程化应用；2007年，开始中航工业大范围布局“6飞”复材生产和研发基地；2008年，T300工业化生产；2010年，江苏航科与中航复材先后成立；2012年，我国T700级复合材料开始工业化生产；2015年，T800工业化生产线实现批产 。
更加重要的是，中国对复合材料基础学科的投入力度正在逐年增加，如国家973计划项目――“大型航空复合材料承力构件制造技术基础研究”在2015年正式启动，复合材料被提高到航空发动机一样，成为国家领衔攻克的重大技术专项。军事专家雷泽称，“目前，中日围绕碳纤维的大战也许才刚刚拉开帷幕，下一个10年，中国企业将“转守为攻”，抢占日本人的海外碳纤维市场”。
长期以来，材料加工技术的落后成为制约中国战斗机乃至整个航空工业发展的“阿喀琉斯之踵”，曾有一句形容中国航空工业的话称，“我们能设计出来任何飞机，但却不能生产和批量制造”，高性能材料不能应用，同时，由于目前全球碳纤维市场长期被东丽、东邦特耐克丝和三菱人造纤维等日本企业占据。以日本为首的西方国家又对中国施行了“密不透风”的禁运和制裁，看起来，中国的航空工业已经输在了起跑线上，可我们中国人从来就不信这个邪，本期策划就来说说中日碳纤维攻防战，中国是如何一步步突破日本的技术封锁，取得“碳纤维大战”的初步胜利。
一、做钓鱼竿的碳纤维都不能给中国 日本对中国技术封锁到“令人发指”
故事还要从碳纤维本身说起，我们知道，既坚如磐石，又韧如发丝，碳纤维是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质。由于碳纤维被广泛应用于航空、航天和国防军工等多领域，所以被一些西方媒体称之为“现代工业的骨骼”，由于种种原因，我国在碳纤维原丝生产和复合材料加工领域长期落后，1985年，我国沈飞和洪都两个飞机生产厂家分别研发的在垂直尾翼上应用复合材料的飞机领先试用成功，但没能实现批产，原因只有一个，中国没有可用的碳纤维原丝。
冷战结束后，由于碳纤维的高技术含量、高利润回报，西方国家仍然对我国实施禁运，实际上，军用高强度碳纤维原丝和其生产技术是西方国家对中国严格禁运的最重要技术，和这个等级的禁运相提并论是核武器技术。今年5月26日，日本兵库县警方以“涉嫌非法出口碳纤维材料给中国的罪名”逮捕3名日本人。2012年，一名中国公民被指控非法向中国出口M60JB碳纤维。2013年12月，综合外媒报道，中国商人日前在美国遭遇“钓鱼执法”，酿成又一起美国精心炮制的“中国间谍案”。一中国男子因非法采购航天级碳纤维在美国被判近5年。M60JB碳纤维是日本东丽公司的T300级碳纤维型号，是一种低品级高模量碳纤维，主要用来生产运动自行车零件、钓鱼竿和减震弹簧，连钓鱼竿的材料都不给中国，足见封锁之彻底。
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图为中航哈飞空客复合材料制造中心新厂房内配备的自动铺带和切割一体机，也是中国首台自动铺带和切割一体机
除了不能生产高质量的碳纤维原丝材料之外，我国在碳纤维应用技术领域同样问题重重，我们以碳纤维技术在战斗机上的应用为例，世界上主要战斗机和其他多种飞行器都采用碳纤维作为生产材料，比如美军F-35隐身战斗机超过35%的机身结构件和机体表面都使用了碳纤维复合材料，而同期的我军歼-11B战斗机碳纤维复合材料使用量不超过9%，1976年，采用世界第一款复材机翼的美军F/A-18A战斗机，该机的复材结构重量占比就超过了13%，差距之大可想而知。
二、让碳纤维也“白菜化" 中国首次批产T800级别军用小束丝碳纤维
正式认识到这种巨大的差距，近十多年来，高品质碳纤维材料在航空航天、军工等领域的特殊应用一直得到我国政府的高度关注，碳纤维的产业化被列入国家“863”、“973”计划，目前，中国碳纤维原丝生产的进展迅猛，近5年来，中国T700级军用碳纤维材料生产技术逐渐成熟。目前，中复神鹰公司投产的T700生产线是目前世界上第三个采用干喷湿纺工艺体系的商业化生产线，2014年获得中国建筑材料集团有限公司科学技术奖进步类一等奖，该公司生产的SYT49为千吨级规模（T700级）、SYT55为百吨级规模（T800级），均实现了连续稳定运行。其研发技术水平达到国内领先，部分性能指标超过国外同类产品水平，可完全替代进口。
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应用大量碳纤维复合材料的我国大型运输机――运-20。
碳纤维量产以后，中日两国在碳纤维技术方面的不平等地位发生了天反复地的变化，2005年前，由于中方不能生产军用航空航天级别碳纤维，国际上T300级碳纤维曾被炒到每公斤8000元人民币，而2007年中国成功批产之后，日本东丽公司的销售价格已经下降到每公斤200元不到，缩水了近41倍。据外国媒体称，正是因为中国能够自行生产碳纤维，从2007年开始，中国新研制的战斗机均广泛使用碳纤维复合材料做次承力结构，歼10的后续批次等后续机型，在雷达罩、前机身、鸭翼、副襟翼、垂尾、平尾、和机尾短舱、起落架舱门等各种次承力结构都批量使用了碳纤维复合材料。
军事专家称，2005年，中国”大飞机战略“的启动成为航空航天复材的发展契机，如同发动机打开了加力，行业发展从此加速急进。2006年，中复神鹰成立；同年，中航工业制造开始复合材料自动化铺放的工程化应用；2007年，开始中航工业大范围布局“6飞”复材生产和研发基地；2008年，T300工业化生产；2010年，江苏航科与中航复材先后成立；2012年，我国T700级复合材料开始工业化生产；2015年，T800工业化生产线实现批产 。
更加重要的是，中国对复合材料基础学科的投入力度正在逐年增加，如国家973计划项目――“大型航空复合材料承力构件制造技术基础研究”在2015年正式启动，复合材料被提高到航空发动机一样，成为国家领衔攻克的重大技术专项。军事专家雷泽称，“目前，中日围绕碳纤维的大战也许才刚刚拉开帷幕，下一个10年，中国企业将“转守为攻”，抢占日本人的海外碳纤维市场”。
