美国白送一架F35，中国能否仿制？光这点就很致命
每日点兵官方账号在广大网友的印象中，逆向工程一直是我兔的看家秘技。
甭管你什么装备，只要拿过来瞄上几眼咱就能看个差不离。
看几眼就能给它复制出来，这是促进本国武器发展的重要方式。
▲有本事把装备都送来给我们看看啊！
这么多年，兔子许多无法自行设计的装备，确有不少是借由此技能获得了重要启发和参考，少走了不少弯路，也节省了许多时间。
比如，建国初期的一大票武器都是这么来的，如大家耳熟能详的56冲、40火、五对轮等。
▲56式自动步枪是最为成功的一次仿制
毫无疑问，兔子早期的武器装备研发就是依靠仿制。
因此大家经常讨论的一个问题：“如果兔子搞到一架F-35，能不能仿制出来？”
01.
这里小兵兵要说，仿制不是万能的，仿制这招只对技术含量和生产难度较低的装备奏效。
一旦装备的复杂程度超出了“写轮眼”解析能力的极限，就算是把东西摆在跟前让你看，也未必能瞧出个所以然。
▲埃及装备的M1坦克，以埃及的技术能力，就是用到退役也不可能仿制出来
以五代机为例，目前，全世界只有三个国家有能力自主研发，相关技术和信息都是绝密。
但美国人就是有底气在全球范围内大量出口F-35，说白了，还是对它几乎不可逆向的先进技术有信心。
▲以色列空军装备的F-35
虽说美国在出口前会审慎考量政治因素，比如优先摇到号的是以色列、英国、日本这样的铁杆盟友，其次才是丹麦、挪威这样的一般盟国。
但真正让美国人放心的，还是其高深的技术原理，只要没有原始技术资料，就算这些小兄弟把它拆了研究上十年八年也造不出来。
▲日本空自装备的F-35
这架飞机所集成的技术之精密、系统之复杂远超一般国家的想象，无论软硬件，随便拆出一个来都很难破解。
如它上面的AN/APG-81有源相控阵雷达、AN/AAQ-40光电瞄准系统（EOTS）、可显示分布式光学图像的头盔、MADL数据链等。
不过在这一大堆的高精尖技术中，最难仿制，同时也是兔子最为看中的，还是肥电的心脏：F-135发动机。
▲全球最强——F-135
作为全世界推力最大、寿命最长的小涵道比加力涡扇发动机，F-135代表着人类航空发动机工业最顶尖的水平。
可能有人会问，那些买到F-35的国家就不能进行仿制吗？
甚至有人认为，只要中国能够获得一台F-135，或者拿到它的图纸，就能仿制出一台差不多的出来，哪怕性能差一些。
小兵兵负责任地告诉大家，这个还真不行。
F-135就属于那种给你图纸让你看，你也造不出来的高端工业制品。
其实别说一直受“心脏病”困扰的中国，就连英国这样拥有深厚航发研制功底的老牌工业强国也做不到。
原因当然有很多，结构、装配、加工等。
不过鉴于航发这个东西实在太过复杂，小兵兵今天只谈其中一个因素：材料。
▲ 位于美国本土的F-35生产线
02.
材料学，是基础科学当中一门非常需要数据和经验积累的学科，它的发展并不像其他应用学科那样，经常因为某项关键技术的突破而出现爆炸式的进步。
很多时候只能用最笨、最土的方法一次次试错，最终在漫长的积累中总结经验。
爱迪生是怎样延长灯泡寿命的？
就是在成千上万种材料中，寻找能够在碳化后使用更长时间的材料来做灯丝，为了扩大材料选取范围，他甚至把同事的胡子给拽下来拿去做实验。
▲发明灯泡的爱迪生，身后的瓶瓶罐罐里都是各种试验材料
搞涡扇发动机同样是这个道理。
其实发动机的根本原理很简单，就是将冷空气压缩，经过压缩、燃烧再喷出。
但在这个过程中，有一个很关键的零部件，那就是涡轮风扇上面的叶片。
要用什么材料才能让叶片在上千度的高温中不变型、不开裂？
各种材料的配比是多少？
需要哪些加工步骤？
这些东西光靠结构图是根本看不出来的。
对于没有能力独立研制的国家是如此，有技术积累的国家搞起来也没那么容易，普惠公司当年在研制F-135发动机的时候，同样遇到过材料上的难题。
2006年，首台F-135总装下线并一次点火成功，但到了2013年，一级风扇的叶片寿命仍然只有最低要求的77%，而且经常出现裂纹，这和我们早期的太行发动机寿命上不去是相同的道理。
▲F-135有多级风扇，上千枚叶片，有一枚出问题都不行
在之后的测式中，F-135还出现过三级风扇的叶盘和转子，在高G动作下过度摩擦，导致叶片在高速转动中开裂崩落的问题。
当时这些碎裂的叶片，以比子弹还快的速度击穿了引擎的燃料电池，险些引发爆炸。
之所以有这些故障，就是用于制造叶盘的材料，在应力过大和热膨胀下的变形超出了预计范围。
可在上千度高温下长时间工作的零件又岂止是叶片？
要解决这个问题，靠的就是合适的材料。
▲叶片能否在高热下持续工作是涡扇发动机的一项难点
但是咱之前说了，材料的选择和加工，是靠巨量的测式给它试出来的，因此极难被逆向仿制。
就算你拿到了实物，又用现代的分析技术提取主要成分，也还是无法获知这些材料的混合比例、制作工艺。
因为加工程序稍有不同，就会让成品呈现出截然不同的性质。
可口可乐的原浆配方为什么值钱？一个道理。
说到可乐……先让胖兵喝一口，嗝儿~
▲我国的云南白药不能被仿制，也是一个意思
此前，胖兵在歼-10战机换装国产WS-10B发动机的文章中（戳→成飞官宣，歼10C换装国产发动机！背后有两大深层意义），曾今详细的阐述过一个事实：我们完全吃透了AL-31发动机，也只是达到了前苏联在上世纪80年代的水平。
换句话说，我们的材料技术，距离美国还存在一定差距。
▲歼-10换发是一项重大突破
03.
材料技术，不仅是国产高性能涡扇发动机发展道路上的拦路虎，同样也在深刻影响着其他领域，给大家举几个例子。
上世纪80年代，兔子从鹰酱那进口了一批“黑鹰”直升机，这种飞机的高原性能强劲、用途广泛，哪有不逆向的道理？
▲中国装备的黑鹰直升机
结果呢？
这种已经买回家，每天攥在自己手上摆弄研究的装备，足足花了三十年才初步仿制成功。
不要说大功率涡轴发动机这样的传统短板，仅桨毂的橡胶轴承这一个部件，就困扰了我们很多年。
一开始，美国人也担心橡胶的抗损和耐疲劳性不够，因此在轴承外部配置了一个金属壳，兼顾减重和结构强度，但后来发现完全多余，索性连这层金属壳都不用了。
▲黑鹰的桨毂特写，使用橡胶材质是为了减重
结果我们对其进行仿制的时候却发现，怎样也搞不明白这块橡胶是怎样做到耐压、耐拉伸的，自己做出来的不是强度弱就是易变形，根本无法使用。
很明显，问题仍然出在材料上。
怎么做？
说明书上可没有，我们得自己一点一点的试。
而这种“仿制”，和我们自己重新研究一架，也没啥区别了。
再比如C919的起落架，它要承受大于自重几十倍的机体在着陆瞬间的冲击力，这大大超出传统钢材的耐受极限。
可能够用于制造大飞机起落架的300M特种钢，始终被少数几个西方国家所垄断。
我们也是在近几年才刚刚攻克，这里面起到关键作用的还是材料。
▲C919的起落架经过多年攻关才实现国产化
材料这个东西，不分什么军用民用、高端低端，只要是你搞不明白成分和配比的，就是难题。
所以，我们无法复制国外的先进航发，不是因为结构太复杂无法测绘，而是因为零件太精密、材料太复杂而无法加工，而这些造不出来的东西，还是得靠买。
▲在早期设计中，直-10采用美制发动机，后被断供
前段时间，大洋彼岸曾传出特朗普政府可能通过政治手段，向通用电气公司施压，以断供C919所使用的美制LEAP-1C引擎的消息。
其实当时胖兵在想解决方案之前，气的想直接取消波音公司的订单，你不仁则我不义，互相伤害啊！
可说到底，人家敢这么给你摆道，还是我们在技术上有短板。
▲美法联合研制的LEAP-1C引擎，很早就被选为C919的动力源
英国《经济学人》杂志曾刊文指责中国“窃取”美国的发动机技术，并在文章中经充满嘲讽和鄙夷地评论到：“Imitation is the sincerest form of flattery——仿制是最真诚的奉承。”
该文所指的，是我们一直试图在没有获取技术专利授权的情况下，仿制LEAP-1C的国产引擎——CJ-1000A。
但是你美国人就那么干净吗？
其实大家都懂的。
▲国产CJ-1000A已经成功点火，但距离实用化很有很长一段距离
幸好！
我们国家很早很早就意识到了基础科学的重要性，一直持续投入大量资金和资源，并给科研人员足够的时间去追赶。
而且如今已经初见成效。
日前，第24届“中国青年五四奖章”表彰已经结束，在34个青年获奖集体中，就有中航工业换发团队和新型发动机研制团队。
不少网友猜测这两个集体获奖，所对应的很有可能就是歼-10换装WS-10B这件事，甚至还有WS-13、15的研发也在其中。
我们承认现阶段的短板和不足。
但我们一直在为改变这种状况所做的努力，一年不行就五年，五年不行就十年，总有一天我们能攻破这些需要积累的技术。
材料这种东西是个慢功夫，但并不是什么无法突破的究极难题，只要时间到了，量变就能产生质变，我们一样可以测式出足量的数据。
而且后发优势，也给我们省去了很多弯路。
谁还没个韬光养晦的阶段呢？
参考资料：
[1] 科技日报：专家解析武器″逆向仿制″：门槛不低 航空发动机材料最难″破译″
[2] 维基百科：Pratt & Whitney F135
