战斗机为什么这么难被仿制?

战斗机是很复杂的武器系统,要对战斗机进行仿制,首先要具备生产制造战斗机的能力,而一架战斗机所包含的学科就有大几十个,主要的就有空气动力学、先进材料技术、先进电子技术、导弹技术、发动机技术、雷达技术、飞控系统技术、计算机技术等,事实上,仿制一架国际标准的第四代战斗机,也就是苏-27、F-16这样的战机,除了省却了自己研发设计外,其余的科技和工业链条一点也没有省下来。

图为我国主力战斗机搭配,位于中间C位的歼-16战斗机,气动布局就来自苏-30战斗机。

如果是最先进的第五代战斗机,那就基本不可能仿制成功了,目前世界上能够研发制造五代机的也就只剩下中美俄三个大国了,其余国家要研发五代机,靠多国合作都出不了成果,遑论如何仿制了,这种技术上的巨大差距,就是大国对小国的绝对优势,这不是通过努力就能弥补的差距,战斗机技术,真的太复杂了。

图为歼-16战斗机,他虽然仿制了苏-30的气动外形,但是他的雷达、飞控、发动机、武器系统全都是全新的国产装备,价格非常高。

图为我国为未来战斗机研发的三面式相控阵雷达,他的技术目前只有中美俄三个国家掌握。

要仿制一架战斗机,总不能不仿制发动机吧?发动机可不是谁都能制造的,他需要用到精密的激光制造技术,现代涡扇发动机,光是涡轮前温度就在1000多摄氏度,空心叶片的加工技术和复杂材料的应用,比如单晶叶片、单晶涡轮盘的制造,这就只有中美俄三国掌握,大量的铼合金,则需要一个国家去国际市场上抢夺每年仅仅40多吨产量的铼,这是一般小国很难做到的。

图为我国自己研发的涡扇-10A发动机,太行发动机就是逆向测绘仿制而来,从2008年交付空军,到如今逐渐成熟,已经过去了12年,算上研发制造的时间,可谓付出了巨大代价,我国是世界第一制造业大国,尚且如此困难,何况一般国家了。

仿制的战机,也需要走过测试的阶段,测试分为地面测试和空中测试,地面测试中,发动机需要进行点火测试、台架测试、高空台测试、耐寒测试、耐高温测试、进水测试、极端环境测试等,并且需要装机进行试飞,与飞控系统和机械操作系统进行匹配。而飞机本身,则需要地面静力测试、系统联调测试、试飞、武器使用等测试。其中,战斗机的地面测试需要在静力测试台架上,给一架完整的战斗机施加不同方向的力矩,将其各个部分扭断,以测定其能够承受的最大过载和压力,以及各部分的受力分布情况,方便制定飞机的飞行手册。

图为日本F-2战斗机,他就是一架放大的F-16。

图为伊朗科萨尔战斗机,他是仿制的美国F-5战斗机,但是发动机伊朗一直没有攻克。

以上各种技术储备和测试,一般的小国根本无法掌握,就连英法等大国都无法掌握,甚至是工业迷心中的制造业强国日本也不行,要知道,日本连超音速风洞都没有,无法测试战斗机的高速飞行气动设计,日本在仿制F-16战斗机时,其战机的模型是送到法国进行了风洞测试。但是法国和英国等国也不掌握先进战机独立制造技术,在第四代战斗机上就开始了多国合作,比如英法德西意合作研发EF-2000“台风”战斗机,后来法国退出,利用前期技术积累发展了自己的“阵风”战斗机,但是总的来看,欧洲各国都不具备单独发展四代机的能力。

图为美国的X-36技术验证机,飞机要研发成功,需要进行许多验证,气动布局的验证就是其中一项。

至于一些所谓的可以研发四代机的中等国家或者五常之外的二流大国,比如研发了JAS-39“鹰狮”战斗机的瑞典,研发了“狮”式战机的以色列,研发了LCA战斗机的印度,其实也都不具备独立研发制造能力,他们的所谓国产,无非是大量国际进口部件的组装,比如印度的LCA战斗机,就是法国设计的气动布局,继承自幻影战斗机,使用美国的F-404发动机和以色列生产的雷达,即便如此,LCA也只是一个战斗力很差的、挂载武器只能亚音速飞行的战斗机。

图为以色列F-16C/D BLOCK 48/52战斗机,该飞机为以色列组装,但是以色列不具备独立制造能力。

又比如说以色列,虽然有研发“狮”式战斗机的经历,但是由于美国的制裁,让以色列失去了国际进口部件的可能性,于是方案下马破产了。后来,以色列转而从美国进口F-16战斗机,以许可生产的方式自己组装了300多架F-16,这些战斗机的制造为以色列保留了航空制造业,但是也削弱了以色列的独立研发能力,迄今为止,以色列也没有拿出自己研发制造的先进战斗机,包括仿制的都没有。

图为法国阵风战斗机的气动布局设计,这些气流特征,只有在高速风洞下才能跟踪测量出来。

图为风洞下的滑翔式高超音速飞行器气流情况,没有风洞,很多现代化武器装备无法设计出来。

再换言之,战斗机的雷达也不是那么好仿制的,还有飞控系统。现代战斗机的雷达大都是相控阵雷达,需要制造T/R组件,如果是AESA的有源相控阵雷达,则难度更高,即便是法国也只是在两年前突破了这一技术,研发了世界上孔径最小的战斗机AESA雷达,也就是REB-2雷达,T/R组件很难生产,对制造的精密度要求极高,里面需要封装单独的MMIC集成电路设备,功率很大,需要首发雷达的电子信号,进行电子相扫,对目标探测距离可以达到200公里,跟踪目标可以超过几十个,这样的雷达,莫说是研发了,就是用皮尺去量,都没法量,工业链条根本上,一切都是空谈。

图为印度的LCA战斗机,他是多国技术的合成。

何况,战斗机上使用复合材料是无法仿制的,复合材料里的成分及其加工制造技术,都是各大军事强国的头等机密,要轻、耐用、承受大过载,甚至还需要透波、隐身,这不是一般国家能够掌握的技术,要知道,俄罗斯在制造苏-57战斗机时,甚至把材料拿到实验室进行RCS测试,用雷达进行360°的照射,确定材料的隐身能力,一个简单的座舱盖,俄罗斯都为他喷涂了12层隐身涂料,这些根本无法仿制到。

所以,仿制现代化的战斗机很难,而且是近乎不可能的,能仿制,那就基本能自己研发了,所以我们看见,我国是世界上仿制战斗机最强大的国家,同样,我国自己研发的第五代战斗机歼-20也是世界上最优秀的战斗机之一,这就是技术和产业链带来的积累,这些是中美俄以外的国家,都做不到的。

战斗机为什么这么难被仿制?

兔哥回答:战斗机的制造表面看只是一个飞机制造厂就可以生产出来,但其实战斗机的生产只不过是按照已经设计好的图纸加工而已,而一款战斗机的诞生首先是有一个理论基础,也就是想要一款什么样的战斗机,针对这个目标开始系统论证,研究,涉及空气动力学,材料学,工艺流程等等技术支持,一款战斗机的研制需要数年,十数年的反复论证修改,试验才能定型。战斗机的仿制看似在重复前人走过的路,但正是无法理解原始设计的理论基础,才使得照猫画虎的复制往往是达不到原产品的性能,这是为什么呢?

战斗机的制造都需要理论支持,理论是一个技术功底深厚的基础科学,设计人员要懂得一款战斗机的所有技术层面的原理,并根据这些原理拿出一个方案,战斗机都首先会有一个原型机,原型机出现后很快就能首飞,首飞以后到定型的时间都相对比较快,因为这个阶段根据飞行中出现的问题进行修改,自己设计的飞机,自己最清楚想要的结果,出现问题自己也知道怎么改进。其实飞机设计师在设计飞机时并不是有一个方案,特别是细节上,只不过是先拿出一个试验,例如,早期战斗机的机翼上都有翼刀,翼刀的作用就是采用了后掠翼设计的飞机飞行中,空气气流会产生一个向翼尖流动的机翼附流层,这样导致翼尖出现上仰失速,发生事故,在机翼上安装翼刀就是把气流阻挡住,这样就保障机翼翼尖不会出现过早失速现象,这个翼刀现在通过采用前缘缝翼,前缘襟翼和前缘锯齿以及前缘修形获得解决,但当时翼刀可是简单有效的方法,而这个翼刀如果不是设计者别人根本就不懂其原理,认为是对机翼的结构加强。⬇️带翼刀的战斗机

以上只是举一个简单的例子,战斗机类似于这样在外行人看来不知所云的设计非常多,这些也只有设计者懂得其作用,旁人很难搞明白其原理,应该说比这还要复杂的东西遍布整个战斗机的机体以及内部。例如,俄罗斯的某型发动机,在仿制过程中,发现其涡扇发动机的涡轮叶片上有许多看似不规整的小孔洞,专门研究航空发动机的人员对这个小孔洞都百思不得其解,如果没有这些小孔洞你搞出来的发动机就不合格,照葫芦画瓢研制出来的发动机同样也达不到原产品的性能,这是为什么呢?没人能搞懂,你去问设计师,人家不告诉你。航空发动机是战斗机的灵魂,很多仿制品都载在这个领域,最后只能从头开始,从理论入手才能解决,根本就没有什么捷径,这就等于,能仿制战斗机的都是能制造战斗机的国家,只有这样才够资格仿制一款战斗机。

战斗机是高技术兵器,价格也高,很多的国家花大价钱去买,为什么不造,不是不想造,而是不会造,样品就放你眼前了,并且生产线都卖给你,还手把手的教你,但你依然不会造,核心技术不会告诉你,这是人家赚钱的招牌,除非你自己拿出几十年去从头摸索,几十年都未必能搞出来,能搞出来的都是具备一定战斗机研发制造能力的国家。我们举一个不熟于战斗机领域的例子,看看战斗机的仿制有多难。德国的机械制造技术世界一流,其豹2坦克1500马力发动机诞生上世纪八十年代,豹2什么都升级了,唯独发动机到今天都没有改变过,依然世界第一。被某大国引进后按照图纸仿制,马力始终达不到要求,最著名的例子就是阿三,制造出来了变成了500马力,其它国家例如日本到现在都没有真正达到1500马力,90坦克1500马力只能开15分钟。不用说别的,人家活塞缸体内壁有一层眼睛看不到,手摸不到的纹理,这不是谁都能加工出来的。而战斗机的技术比这个可要难多了,所以能仿制战斗的国家都是工业技术强国才能做到。

战斗机的仿制难度除了需要工业技术,工艺,材料等等支持以外,理论基础是最难点,你想仿制就必须知道设计师的想法,这也是逆向思维,除了技术本身的难度,还要面对设计上的雷区,什么是雷区呢?战斗机的关键核心技术都肯定要有保护措施,有时为了防止被仿制或者是研究其核心技术,设计时都要进行防仿制措施,也就是故意示假,把仿制者引入死胡同,这样的技术措施普遍存在,这也是一个难点,你很难找出原因。另外,有很多的战斗机关键核心部位是不允许你自己拆卸的,例如,美国的战斗机核心部件是不允许别的国家自己拆卸的,否则美国罚款。而美国的最先进的F-35被爆出美国可以控制你的战斗机,而战斗机最难仿制的就是核心技术,包括航空发动机这样的硬货,所以,想仿制一款战斗机真的很难。不过也可以理解,人家费心费力的研制出一款战斗机,你想仿制就仿制这样捡便宜的事怎么可能让你碰到呢。

战斗机仿制是一个制造战斗机的快速起步的捷径,这一点是肯定的,但必须要有理论和技术支持,否则就是仿制出来了,性能也不会好,战斗机的研发单单靠仿制是不行的,必须要有突破才能走出自己的特色来,一味的盲目仿制,不修炼内功永远是落后于人,成为一个跟屁虫,通过仿制,找出真谛才是硬道理,但也决不是一个容易的事,当你获得要领了,那么一定是一个技术大爆发的可喜成果。

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战斗机为什么这么难被仿制?

光有产品,没有设计图纸和设计说明,仿制就十分困难。

尤其战斗机这么复杂的东西。

我们可以假设,一架战斗机落到我们机场,我们要对它进行研究,测绘,仿制

首先外观,能绘制的东西完事了,需要拆卸了,那么你发现拆卸就很困难

很多零部件你不知道怎么拆卸,或者拆卸顺序,是不是需要专用的扳手?

要知道,飞机可不是简单的扳手就能拆卸的,有些部件是需要热膨胀安装的。

例如不少战斗机的机翼和机身之间的连接螺栓,安装的时候是这样安装的,加热机翼上的安装插孔,同事对螺栓进行液氮冷却,然后两者进行安装,等待温度恢复正常后,双方咬死。

如果你不知道这一安装过程,你拆卸的时候,感觉无法拆卸,也不知道用多大的力矩扳手能拆卸········大力出奇迹?就直接损坏了部件。

等你仿制的时候,你就不知道这个地方的螺栓该用什么强度等级····

(不少汽车发动机的喷油嘴,也是这样安装的,必须同样的办法拆卸,有些部件在设计寿命内就没有拆卸的必要,因此就无法拆卸)

飞机上的部件,并不是坏了才更换,而是到了设计寿命之后立即更换,不管有没有损坏,例如叶片500小时寿命,到了500小时,立即更换·····

因此拆下来的这些部件的状态,寿命,就无法得知,后面仿制就不知道什么意思。

其次,哪怕你在汽车发动机上,也能发现一些奇怪的孔,这些孔似乎没有什么功能,就是没有也正常。

其实这些孔多半都是工艺孔洞,即在制造/组装时候使用的····

一家飞机过万的部件,没一个部件都需要有人专门研究···

你算算,这需要多大的人工,多大的费用?多长的时间

二战的时候一开始零式战斗机让美国特别头疼,直到有一家近乎完好无损的飞机在太平洋北部载下来。

美国运回了飞机,并且对飞机进行了修复,美军最后进行了测试飞行。

得到了零式战机的性能特点,弱点····

战场局面立即得到改观,例如美军针对零战立马采用了穿甲燃烧弹,随后本子的飞机就不停的在空中起火····

后来,美军根据零战的性能,专门设计了飞机····性能上全面超越零战。

这才是仿制的精髓:

我不是为了造一样的飞机

我是搞清楚你的性能,特点;

我对着这个性能特点,我重新设计了一款飞机·····

其实不光是飞机,哪怕一枚鱼雷都难仿制

解放军的一枚训练鱼雷被越南捞到了,最后又被送回来了,不是越南不想仿制,而是搞不定

世界上能制造鱼雷的国家也就六七个,不说别的,鱼雷里面的弹簧,就没几个国家能制造

能给在高温,高强度的工作的弹簧用的是金属铍

很多国家就加工不出来···

所以,仿制地区比较难,当然,这里面做的最好的已经是兔子了

据说,看一眼就能怀孕····

战斗机为什么这么难被仿制?

Aircraft.manufacturing〔飞机制造〕

一架完整的能够达到设计指标的作战飞机✈是由上万个零部件组成、机体以及机体零部件、部件生产组装、发动机、仪器仪表、机载设备、电器线缆、各种规格的管件……

生产前的工艺准备、工艺设备准备、制造、零部件毛坯制作、精加工、测试试验等等一系列流程。(75年前的早期螺旋桨式飞机)(今天先进技术战斗机)(现代版作战飞机的发动机零部件结构剖视图)

即便是仿制一架战斗机、那也不是简单的“照图施工”“照猫画虎”那么容易!

仿制一架飞机、制造国或者航空工业公司也必须拥有完整的工业基础设施和体系、机械制造、冶金化工基础、电子工业这些基本配套行业缺一不可!以涡扇发动机为例:即便是把全套图纸和生产工艺全部提供给某一家航空器生产厂家、如果自身基础不完善不具备“消化”能力、照样干不出来(我国仿制英国的“斯贝502”军用涡扇发动机用了30年时间才实现国产化)(飞机起落架是飞机的关键部位、生产起落架支柱考验的是一个国家的基础“锻造”技术和基础设施)(飞机发动机(包括民用飞机)地面试车平台、这是基础设施、真正拥有这一基本设施的国家都寥寥无几)(战斗机航电系统、火控雷达系统没有完善电子技术、恐怕只有看一眼的资格)(60年前第一代战斗机米格15的座舱密密麻麻的仪表/即便是今天一些国家仍然还是生产不了)(现代五代机座舱/玻璃化座舱、液晶显示屏有几个国家能够生产?没有工业基础怎么仿制?)(小型民用飞机机体制造)(零部件精加工准备阶段)(机体结构静力试验)(组装过程中)

没有工业基础、没有完备的冶金化工基础、没有电子科技技术不要说飞机、恐怕连一辆自行车都生产不了!

50年代初期、我国在一穷二白一片废墟上开始了飞机修理、组装、仿制、在前苏联帮助下与飞机生产配套的基础设施建设项目达到150多项之多……

即便是今天、想真正仿制成功并且达到原设计标准的一架高性能作战飞机也不是一句话就能干成的,因为、同一个型号不同的设计理念和生产标准、工艺水平去制作质量都达不到同一水平!

战斗机为什么这么难被仿制?

刚被炒的美国总统安全顾问博尔顿,今年8月访问乌克兰时还讲,歼-20很像F-35,就是偷来的。网友们说他可真是一个外行汉,傻傻的连单双发都分不清,反映了他完全出于傲慢与无知,这么无知,美国的总统不可能为其所左右,被炒也是料想中的事。无知的不只一个博尔顿,不少外行汉以看一眼就会仿制为能,还为自己能仿而讨论得津津有味。仿制哪里那么容易,如当今科技强国,最厉害的就属欧美,如英国怎么不去仿制?根本仿不了,不说航空工业之花发动机,不说各种材料,就是一些复杂的构件加工,也难以仿制得来。其中包括的加温加压控制工艺,成形技术,高难的焊接,以及电镀和铣切,没有十年八年的功夫根本无从谈起。以下试举两例。

不是故事

1967年的印度,米格-21即开始成为空军主力,在1971年战争中大放异彩。而中国版歼-7,到1978年才可以正式说获得了全面掌握,距离1966年首飞已过去了12年时光。我们引进米格-21的时候,正逢中苏交恶,做为最新的机型,苏联不愿给我们。印度的精英们熟知中国历史故事,引“郑国渠”为例,向苏修献出疲秦之计,苏联同意了,两架飞机和全套技术资料都给了我们,只是错讹处高达上千处之多。为此我们长期不舍自己努力,满足了自家使用,还大量出口,到2011年才算关掉了生产线。印度米格21一直解决不了与生俱来的诸多技术缺陷,就是零配件也要向国际市场淘汰,修一架掉一架成为常态。

二代与五代

都在买来买去,包括英国等工业强国。若问他们为何不去仿制,原因并非要尊重产权。无法仿,也仿不去。造五代机的国家只剩下三家,其他如英法日韩印等,摩拳擦掌都欲打造,五代机本身并非如想像中的容易。就是二代机如米格-21,印度即为一个失败的例子,不具备全面的航空工业基础,无法仿制。一代难似一代,三代机如日本F-2,在美国F-16全面提供技术支持的情况下,还需要美国的发动机以及关键部件配套,才算60%的成功。四代机更少,屈指可数,主要原因技术难度越来越高,也就是中美俄欧法五家能造。到了五代,更莫说仿的话。

战斗机为什么这么难被仿制?

现代战斗机非常复杂,整合了许多高端技术,想复制它,每一步都困难重重。

拆解与测绘

很多人可能知道,历史上,很多武器都是“逆向测绘”之后仿制出来的,通俗来说把零件拆开,画出图纸,然后根据图纸仿制。

不过现代战斗机如此仿制恐怕很难,连拆开再原样装回去都很困难。

有人说,多准备一些照相机和摄像机,多角度拍清楚,不就行了?

首先很多飞机拆是一种方法,组装又是一种方法。别说战斗机,连民航客机都早就是如此了,有兴趣的人可以求教一下民航的技术人员。所以,你怎么拆的拍得再清楚再详细,恐怕对组装也没有什么帮助。

还有拆装维修多半需要专用工具,单纯观察飞机结构,多半琢磨不出来需要什么工具的,因此恐怕拆都很难拆开。

就算你拆开绘图,拿最简单的尺寸来说,你测量一个零件是1厘米高,请问公差多少?是1厘米公差1毫米?0.5毫米?0.1毫米?还是0.99厘米公差0.1毫米?0.07毫米?或者是其它?

再说零件的成分,你就算拿仪器分析出来是有那些元素合成的,每个占百分比多少,组成的是什么合金或化合物,但战斗机所用的材料很多都是专门研发的,请问工艺怎么反推?

这材料是5步,10步还是20步生产出来的?每一步用什么设备,温度、湿度、压力,需要什么催化剂?破解出每一种材料的生产技术,难度简直相当于破解密码。

可能还会有人想到,如果不是缴获的战斗机,是正经购买的,卖方不就会提供许多图纸资料,维修工具,还要对技术人员进行培训了。

买来的战斗机,卖方确实会提供技术资料和培训,不过边界在哪里?

研发生产战斗机的公司早就开始推模块化维修了,所以给的资料适可而止。让买方学会日常维护和简单故障即可。复杂故障,特别是核心部件的故障,你能查出来就可以了,模块化维修,整个模块送回原厂去维修好了。

听起来其实不错,买方培训技术人员比以前简单,修起来按模块排查,自己能修的部分就修,修不起来的整个模块送回去修。

但是,这对研究战斗机结构和仿制战斗机,都是不利的,你的技术人员根本不知道核心部件是什么样,不知其然也不知其所以然。

那么再进一步,直接买生产许可证,从研制国买生产线,是不是能掌握这些高端技术,恐怕也很难。

别的不说,跨国巨头委托中国的工厂生产运动鞋,都故意控制胶水的配方和来源,使得中国的鞋厂无法掌握完整的生产技术,何况战斗机。

高端科技

从某种程度上来说,某些国家的战斗机生产厂简直就是组装厂,很多高端零件的图纸就是交给你,你生产得出来吗?

比如战斗机的航电设备中配备的芯片,当然军用芯片侧重稳定和安全,不需要使用最新的技术,但是现代芯片代工厂的数量屈指可数,且集中在几个国家和地区。大部分国家看着图纸也只能干瞪眼。更别说芯片厂所需的光刻机了。

比如高端零件的机械加工需要使用高端机床,目前只有美国、德国、日本能生产高端机床,中国也能生产一部分。其它国家不具备这种能力。

比如战斗机座舱使用的显示器面板,同样只有少数几个国家和地区掌握这种生产技术。

上面这些,买多半很难买到,因为掌握这些高端生产能力的国家,自己就对军用和军民两用的技术和产品采取进出口管制。最先进的东西,真的是买不来的。

目前最难的,恐怕是发动机的生产,被誉为“皇冠上的明珠”,特别是发动机叶片的加工,从材料到特殊的生产工艺,难度都非常高,是世界上少数几个国家秘而不宣的绝技。

因此,很多关于战斗机的事情就可以理解了,为什么西欧几个老牌强国要联合研制战斗机,每个国家单打独斗,恐怕是很难完成的。

为什么英国选择购买F-35,放弃了自研的五代机,实在是难以承受。

为什么中国一些自研的战斗机,是先选择俄罗斯发动机,目前在积极研究换装国产发动机,因为发动机真的是太难了,没有几个国家能够迅速地独立研制和生产。

为什么美国要打压别国的芯片生产能力,而中国花了大量人力物力去建设芯片生产厂,不但为消费市场,更是为了武器装备所需的芯片。

反观许多国家,比如乌克兰,在苏联时代能生产一些战斗机,但是解体后就无以为继,道理很简单,许多关键部件来自苏联其它加盟共和国,没了这些零件根本无法生产。

也就是乌克兰从苏联继承了安东诺夫设计局,这个设计局是负责运输机能大型飞机的,所以在解体后还能支持下去。

还有印度,说是买了美国的F-16生产线,美国人却只愿意给一些低端部件,买了俄罗斯的苏-30生产线,生产工时、成本和质量都比俄罗斯差远了。

可见就算是有图纸,按图纸生产战斗机,都是一件很困难的事情,世界不是只有中国和“外国”。

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