航空應(yīng)用領(lǐng)域“三鈦爭艷”時代即將到來

【摘要】中國工程院院士劉大響在致辭時指出，航空發(fā)動機性能的提高，在很大程度上是通過采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來實現(xiàn)的?，F(xiàn)代先進航空發(fā)動機性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻率約占50%—60%。

    “鈦的大家庭包括三‘鈦’：常規(guī)鈦合金、鈦-鋁金屬間化合物和鈦基復(fù)合材料。從當(dāng)前航空應(yīng)用的角度看，還處于常規(guī)鈦合金‘一枝獨秀’，鈦-鋁金屬間化合物和鈦基復(fù)合材料‘含苞欲放’的階段。然而，從潛在航空應(yīng)用的角度看，‘三鈦爭艷’的時代即將到來?！敝袊茖W(xué)院院士曹春曉表示。他是在21日舉行的中航工業(yè)航材院2014年度航空材料院士論壇上表述的。

    中國工程院院士劉大響在致辭時指出，航空發(fā)動機性能的提高，在很大程度上是通過采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來實現(xiàn)的?，F(xiàn)代先進航空發(fā)動機性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻率約占50%—60%。“我們常講‘振興航空，動力先行’，關(guān)鍵技術(shù)研究先行，材料和工藝技術(shù)更要先行，特別是要加強新材料和新工藝技術(shù)的工程應(yīng)用研究和試驗驗證”。

    由于鈦合金的密度比鋼小得多，而強度又和鋼很接近，因此，它可以大大減輕飛機及其發(fā)動機的重量。曹春曉指出，結(jié)構(gòu)輕量化和與之相關(guān)的“低油耗”是目前航空制造領(lǐng)域的競爭焦點之一，油耗多少直接體現(xiàn)了飛機及其發(fā)動機服役壽命期的經(jīng)濟性和環(huán)保性的優(yōu)劣。

    “結(jié)構(gòu)輕量化等方面有增無減的剛性需求，使航空應(yīng)用領(lǐng)域越來越離不開鈦”。曹春曉舉例道，美國波音787飛機研制過程中，為達到減重2500千克的目標(biāo)，波音公司不得不在2006—2007年期間再投入3億美元經(jīng)費，研究在飛機某些部位用鈦合金取代鋁合金以解決超重問題，否則不能兌現(xiàn)減少燃油消耗20%的關(guān)鍵性承諾。波音787機體鈦合金用量達15%，創(chuàng)下民用客機機體鈦合金用量最高記錄。這一記錄有望被俄羅斯正在研制的新一代150座級的客機MS-21打破。MS-21機體鈦合金用量高達25%，計劃在2015年推出。我國一些飛機機體結(jié)構(gòu)中的鈦合金用量也在不斷提高。我國商用支線客機ARJ21的鈦合金用量為4.8%，商用干線客機C919的鈦合金用量為9.3%，和波音777相比略高，波音777為7%—8%。

    據(jù)介紹，近40名院士和200余名科研專家參加了本次論壇。論壇上，唐長紅、丁文江、柳百新、徐惠彬、李應(yīng)紅等院士分別從航空技術(shù)、鎂稀土材料、鈦鋁、原子互作用多體勢與金屬玻璃等方面做了學(xué)術(shù)報告。