航空應(yīng)用領(lǐng)域“三鈦爭(zhēng)艷”時(shí)代即將到來(lái)

【摘要】中國(guó)工程院院士劉大響在致辭時(shí)指出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，在很大程度上是通過(guò)采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻(xiàn)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(dú)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(zhēng)艷’的時(shí)代即將到來(lái)。”中國(guó)科學(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(guó)工程院院士劉大響在致辭時(shí)指出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高，在很大程度上是通過(guò)采用新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性和推重比的提高，材料和制造技術(shù)的貢獻(xiàn)率約占50%—60%。“我們常講‘振興航空，動(dòng)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(qiáng)新材料和新工藝技術(shù)的工程應(yīng)用研究和試驗(yàn)驗(yàn)證”。

    由于鈦合金的密度比鋼小得多，而強(qiáng)度又和鋼很接近，因此，它可以大大減輕飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)之一，油耗多少直接體現(xiàn)了飛機(jī)及其發(fā)動(dòng)機(jī)服役壽命期的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的優(yōu)劣。

    “結(jié)構(gòu)輕量化等方面有增無(wú)減的剛性需求，使航空應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越離不開(kāi)鈦”。曹春曉舉例道，美國(guó)波音787飛機(jī)研制過(guò)程中，為達(dá)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(fèi)，研究在飛機(jī)某些部位用鈦合金取代鋁合金以解決超重問(wèn)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(jī)體鈦合金用量達(dá)15%，創(chuàng)下民用客機(jī)機(jī)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(jí)的客機(jī)MS-21打破。MS-21機(jī)體鈦合金用量高達(dá)25%，計(jì)劃在2015年推出。我國(guó)一些飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中的鈦合金用量也在不斷提高。我國(guó)商用支線(xiàn)客機(jī)ARJ21的鈦合金用量為4.8%，商用干線(xiàn)客機(jī)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(zhuān)家參加了本次論壇。論壇上，唐長(zhǎng)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(shì)與金屬玻璃等方面做了學(xué)術(shù)報(bào)告。