几天前，国内各大官方媒体纷纷报道“鹘鹰”战机（FC-31）常务副总设计师王向明当选工程院院士的消息。
在很多人眼里，“鹘鹰”战机因性能不突出，导致至今无人问津，然而事实上恰恰相反！
对于美国F22，大批网友对其赞不绝口，归根结底，除了隐身性能很好之外，凭借性能强大的航发，F22的机动性也很强。 然而战机的机动性好坏并不是看航发的推力大小，而是看整机推重比。
如果有一款战机体型和F22差不多，但是凭借更先进的结构减重技术，机体空重大幅度降低，那么即便航发推力不如F22战机，但这种战机的推重比仍然可以达到F22的水平，甚至有可能更好！
歼35就是这样一款战机，看似人畜无害，实则深藏不露！
2021年11月21日，《环球时报》在其发布的“中国歼-35隐身舰载机功臣当选院士，减重超三分之一”视频中，直接称呼“鹘鹰”战机为歼31。这意味着“鹘鹰”战机很可能已经被空军选中，正式立项研发。
环球时报报道截图
事实上，歼31可不像表面看上去那么“人畜无害”！虽然歼31采用常规气动布局设计，但依托划时代的结构减重技术，在同等体型的前提下，歼31的空重大幅度降低，这是歼20所做不到的。这一切都要都要归功于“鹘鹰”战机研制团队的艰苦付出。
在很多人眼里，成飞因设计出歼10、歼20两个系列战机而被推崇备至，甚至被称为“成洛马”，而沈飞因多次仿制苏系战机而被鄙视，竟然被人称为“沈霍伊”。然而，事实上，不论是成飞还是沈飞，都只是中航工业集团旗下的机构之一而已。两家都承担为国家研制新装备的任务。两家又各有所长，成飞在气动设计方面更胜一筹，而沈飞在结构设计方面则是首屈一指。即便是歼20研制项目也是成飞、沈飞大协作，成飞负责总体设计，沈飞则负责结构设计，两家共同努力，才让歼20可以在如此短的时间内横空出世！有兴趣的网友可以自行搜索了解。
歼20
今天要介绍的就是沈飞在飞机结构设计、制造上的新突破，那就是“一体化3D打印技术”。
一体化3D打印技术如何实现结构减重呢？
1、构型拓扑化减重。
构型拓扑化是采用拓扑优化技术，按照载荷需求分布将材料集中在最有效区域，实现材料布局轻质高效。制造工艺可由激光选区融化成型、电弧熔丝成型、电子束熔丝成型等增材制造技术来实现。根据实际比对，构型拓扑化可以减重 60% 以上，载荷传载更均匀更优化，增加寿命60% 以上。材料利用率提高 60%以上。
构型拓扑化对比图
原本是薄壁构件，经优化设计变成拓扑化构件，尽可能榨干材料力学性能，实现结构减重。所谓拓扑化相当于薄壁板镂空，并用大量专门设计的曲线加强零件强度，实现减重增强的目的。
2、化零为整减重。
传统飞机结构采用分段拼接的方式制造，大量的薄壁板需要大量螺栓铆接，机翼机身甚至还需要焊接。
3D打印钛合金主承力框
如今，飞机结构可针对性优化设计，尽可能将飞机结构设计成一个整体，再通过3D打印机直接打印出来。这么做可以省去绝大部分拼接机构，包括铆接螺栓、为承受集中应力而加厚的铆接加厚处、为避免焊接变形而加厚的结构件等。 按照官方报道，这么做的结构减重幅度可达38%以上！
那么一体化3D打印技术又是如何降低制造成本的呢？
据了解，飞机的机身成本占比最大的是飞机结构，重量约占飞机空重的45%，成本占比更是超过50%。
为了提升飞行性能，尽可能降低飞机空重是最佳选择。为了降低飞机空重，飞机结构件大量采用薄壁设计。
传统飞机结构零件多、重量大、危险部位多、连接异常复杂。结构型式单一，零部件离散，以接头连接、铆接/螺接为主，涉及十余个大部件、上百种工艺、数万个零件、数十万个标准件，连接过多导致结构超重、疲劳薄弱环节增多。
除了重量更大、疲劳强度更低之外，还会因工序太多而导致制造成本居高不下。事实上，原材料成本占比很低，制造工艺成本占比才是真正大头。理论上越多工序，制造成本就越高。
那么有没有办法化繁为简，一步到位呢？
答案是肯定的，那就是采用一体化3D打印技术，尽可能减少飞机机身的零部件数量。
这就要求把原本需要很多零件拼接的飞机变成一体化设计的大尺寸零部件。比如原本机身机翼是分开制造的，现在直接合并为一个整体，用一体化3D打印技术一次性打印出来。原本可能需要上百道工序，如今仅需一道工序，成本自然爆降！
既然这种技术如此厉害，为何美国不采用呢？
其实并不是他们不想，而是不能！
据报道，目前仅我国成功开发出能够用于大型飞机结构件制造的3D打印机。
这都要感谢王向明、王华明两位院士，如果不是他们两位通力合作，我国根本无法搞出这种划时代结构减重技术！
这项技术需要解决一体化结构设计和大型结构整体3D打印技术。
从2003年开始，这两位大牛就开始合作，直到FC-31才率先应用。资深军迷应该还记得2012年6月大型拖车运输“粽子机”的照片这件事吧？
“鹘鹰”战机机身因一体化成型无法拆分只能整体运输
之所以需要用大型拖车运输，并不是因为它很重，而是因为它是一体化3D打印出来的，本身就是一个整体，根本无法拆分运输，到目的地后再重新组装。
运用这项技术以后能够给歼35带来什么样的效果呢？
一款飞机想要上舰，必须增大机翼，加强机身结构强度，空重相比陆基型号大大增加，否则无法实现短距起飞，甚至有可能因起降过程产生的巨大冲击力而散架。
以美国隐身舰载机F35C为例，其空重为15724公斤，而F35A仅13154公斤。相当于F35C比F35A增重18%。
那么这项技术能够带来多大幅度的减重效果呢？
17.1%以上！
机体结构重量占飞机空重的比重在45%以上，按照结构减重38%计算，总体减重幅度至少17.1%！运用这项技术后，几乎相当于以陆基型号的空重造出舰载机！
一体化3D打印技术结构减重论文介绍
对于以克计算的战斗机来说，这效果有多好不言而喻！
如果歼31的体型能够放大到歼20的水平，其空重将比歼20轻得多！假设歼20的空重和放大后的歼31的空重都是16吨，那么运用这项划时代结构减重技术后，放大后的歼31的空重将比歼20的空重减少2.736吨以上！届时，放大后的歼31性能未必会比歼20差！
不久前被拍到首飞照片的歼35就是在歼31战机2.0版本基础上全面改进提升，并适当改进而来！预计其体型将和美国的F22、我国的歼20相差无几。
考虑到歼31就已经应用了这项划时代结构减重技术，我国在歼31基础上研制的歼35也肯定会应用这项划时代技术，其带来的性能提升将很惊人！只要为歼35配套的涡扇19能够如期设计定型并量产，歼35必将成为一款外表中规中矩，性能却十分强悍的顶级舰载机！
由于这项划时代结构减重技术相比传统飞机结构制造方法成本大大降低，因此，歼35在制造成本方面很可能将比歼20低很多，可谓物美廉价！
歼35
结论：应用“一体化3D打印技术”后，歼35的结构重量将有很大幅度的下降，带来的性能提升必然很惊人，并且由于制造工艺得到极大减少，其制造成本不仅不会增加，而且很可能将大幅度降低。两方面的巨大改变将让歼35称为一款性价比大大超过歼20的战机，有利于我军大批量装备！