最近有新聞報道，美國法院起訴了一名中國公民，稱其走私M60J高性能碳纖維 ，而該纖維“可用於殲20、殲31等先進戰鬥機研制”。姑且不論是否存在指控的事實，報道中對於M60J用途的說法並不準確；這種碳纖維材料相當特殊，真正的用途根本不在飛機上。

目前普遍用於航空航天的碳纖維是聚丙烯腈基碳纖維，最早由近藤昭男在大阪工業技術試驗所研制成功。目前日本東麗公司的碳纖維質量和產量均為世界之首，T300、T700等新聞報道中常見的T字頭碳纖維牌號；以及此次新聞中M60J這樣的M字頭碳纖維，都屬於東麗公司的產品牌號。

由於東麗公司的產品過於具備代表性，因此這些牌號很大程度上成為同類產品的性能和命名標準。其中T字頭碳纖維的特點是高強度，M字頭的特點是高模量；簡單的說，前者非常難以拉斷，而後者非常難以拉變形。



殲20

比如T300與M40（同期量產成功於1971年，是世界上第一代高性能碳纖維）實際上由相同的原絲制備而來，拉斷T300的時候，T300纖維會伸長1.2-1.5[%]甚至更高（東麗公司的T300性能標準隨時間推移而不斷提升）；而M40被拉斷的時候，其延長率始終不到T300的一半。

對於碳纖維來說，高模量類型的產品石墨化程度更高，更難以制備。比如東麗公司在1986年就已經研究成功T1000碳纖維，之後近30年的研究重點一直在於質量控制與降低成本；但M70J則是1992年才研制成功。



碳纖維分為多種類型，設計制造上會有明顯的性能取向區分


M60J造戰鬥機？不要做夢了，哪怕是F22都用不起。

高模量碳纖維產品的制造成本很高而產能較低，最大的優勢在於極端的高低溫（產生巨大的應力變化）差異下，高模量碳纖維制造出來的部件變形極小，或者不變形；用術語說，它的特性重點在於“尺寸穩定性”。

尤其是M60J碳纖維，實際它已經不只是高模量纖維，而是兼顧了相當程度高強度的性能取向，是強度和模量雙高的產品，因此研制難度更大，成本更加昂貴。因此M60J一類的材料，主要用途都是制造衛星部件，包括拋物面天線、太陽能電池板的大梁、殼體結構，也少量用於高速高性能*。

飛機上並不適合采用這類碳纖維——並非說高模量對於飛機性能不重要，而是飛機制造需要的碳纖維數量多，成本控制要求嚴，根本用不起M60J這樣的高級貨——由此得到的成本提升和性能改善根本不成正比。無論是F22、還是殲20，在這一方面都不例外。

殲20戰機即將服役：疑似關鍵部件大量交付

自殲-20橫空出世之後，由於官方透露的消息一直比較有限，所以很多分析都是從零散的消息碎片中來判斷出來的。

3月17日，中國航天科工集團官網發布了一則消息。報道稱：“近日，河南總公司695廠為中航工業空空*研究院研制的用於某型號四代機新型液壓彈射裝置的4種2D電磁換向閥順利通過了定型評審。”

“自2013年以來，通過與空空*研究院的深入合作，695廠的2D電磁換向閥在單機試驗、地面系統試驗、空中掛飛試驗、空中飛行試驗中均穩定可靠，表現出了極高的性能指標與可靠性，得到了供方的充分肯定，年內供貨預計可達200套。”



殲-20

文章中透露的一些細節還是很有意思的。“某型號四代機”，如果不出現意外的話，基本就是殲-20了。因為據信殲-31可能於今年才能生產出第二架原型機。如果報道中提到的“2D電磁換向閥”是為了殲-31生產的話，那麼顯然沒有必要年內供貨200套。

有人不禁要問了，憑什麼說“年內供貨200套”就說明這種產品是給殲-20生產的，而不是給殲-31生產的呢？雖然我們現在無從判斷報道中說的“新型液壓彈射裝置”每套需要多少個“2D電磁換向閥”，但是從報道中可以看出，該部件已經經過了單機試驗、地面系統試驗、空中掛飛和空中飛行試驗。


殲-20

報道中說“年內供貨可達200套”， 注意說的“是供貨”，實際上潛台詞就是說：我們這個零件馬上就開始量產然後給供方。那麼就算一架四代機用50個該電磁換向閥，說明至少可以用於四架飛機。

從目前來看，殲-31年內也不應該不至於生產四架，所以認為報道中提到的“某型號四代機”是殲-20就完全符合邏輯的了。既然零部件開始量產，恐怕殲-20量產的時間也越來越近了吧。這與麼大家普遍推測的殲-20將於今年小批量生產並裝備空軍領先使用也很吻合。

報道中還有一點值得大家關注。從報道中寫到的“用於某型號四代機新型液壓彈射裝置”和“通過與空空*研究院合作”等細節看。這種2D電磁換向閥顯然是用於四代機空空*的彈射掛架。

空射*的發射方式通常有兩種：其一是導軌點火發射。即*在自身火箭發動機的推動作用下從導軌上發射出去，飛離載機，采用此種發射方式時通常使用導軌式武器掛架/發射架，其二：彈射式發射。即*必須通過液壓彈射裝置彈離載機，此後*在空中完成點火並飛向目標。

2D電磁換向閥就是液壓彈射裝置的一部分，控制液壓閥體內各油口連通或斷開，從而控制液壓執行元件的換向或啟停。是液壓彈射裝置中的關鍵部分。現代隱身戰機為了滿足隱身需求，都采用了內置式彈射機構。把彈射機構藏在武器倉內。

發射*時，*艙門打開，彈射系統將*彈射到飛機外部，*被點火。當*發射以後，彈射系統將快速收回到武器倉內，艙門關閉。內置式彈射機構通常以壓縮氣體為動力源，能避免燃氣煙火。所以，內置式彈射機構能有效隱藏*信號特征，達到隱身目的，同時能使飛機配置更多的武器，使飛機保持良好的氣動外形，從而明顯提高飛機的綜合作戰能力。


殲-20

但是，內置彈射機構有一個問題就是可靠性不佳。由於彈射架承受本身和*傳遞的各種載荷，在靜、動和熱載荷的綜合作用下，能否將*按預定的參數正確彈射出去就成了一個需要解決的問題。從內置彈艙中和外掛架上進行武器系統的發射和投放試驗是隱身戰鬥機飛行試驗的最後階段的難點課目之一。

為了確保這些武器能安全和有效的投放，在2000年至2004年的5年間，美國軍方組織了4架F-22試驗機進行了近100次武器和外掛載荷分離試驗，包括70次*實彈發射試驗。用以確定F-22A的武器發射包線和外掛載荷投放包線，在這些實驗完成之後，2005年F-22戰鬥機就立即在美軍中開始服役.


殲-20

實際上，中國國內主要戰鬥機的*彈射機構全都采用外掛式，其中114廠，014基地等科研生產單位已經逐步形成了某些型號外掛*彈射裝置的自主設計和生產能力。但殲-20內置彈艙彈射機構國內還是第一次研制。通過報道中提到的，“2D電磁換向閥在單機試驗、地面系統試驗、空中掛飛試驗、空中飛行試驗中均穩定可靠，表現出了極高的性能指標與可靠性，得到了供方的充分肯定”的內容，從側面肯定了殲-20的內置式彈射裝置可靠性已經取得了比較滿意的結果。

對於四代機來說，很多時候都是采用超視距攻擊的方式，即在世俱範圍外，雷達鎖定敵方飛機目標後，通過發射彈艙內部的空空*的方式來對敵機進行擊落。如果彈射掛架可靠性出現問題，那麼後果將會十分嚴重。

首先可能會造成空空*發射不成功，導致失去攻擊窗口。瞬息萬變的空戰中，貽誤戰機就意味喪失了作戰的主動權，面臨被敵方戰機發現擊落的風險。其次，可能出現*在艙內殉爆，誤傷載機的事故。這樣的結果顯然是不可接受的。所以*彈射掛架的高可靠性是發揮空空*威力的基礎。

相信，未來殲-20在*彈射掛架高可靠性的前提下，一定可以在空中發揮PL-12等新一代空空*的優勢。



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