C919“皮膚”揭秘：解讀國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)材料選擇

cdhydf

可以說(shuō)，C919是目前采用先進(jìn)金屬材料最多的一種機(jī)型，所采用的全部是世界上最好的鋁合金?！?1月2日，得知C919正式下線，曾兩度擔(dān)任高性能鋁合金材料國(guó)家973項(xiàng)目首席科學(xué)家的中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授張新明告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

　　“一代材料，一代飛機(jī)。”張新明教授的助理，國(guó)家973項(xiàng)目“航空高性能鋁合金材料的基礎(chǔ)研究”重要成員、同為中南大學(xué)材料學(xué)院教授的鄧運(yùn)來(lái)進(jìn)一步解釋，“作為我國(guó)首次自主生產(chǎn)的大型客機(jī)，材料的選擇直接決定了其很多特點(diǎn)?！?br />
　　據(jù)新華社報(bào)道，這次C919的“機(jī)殼”全部由我國(guó)自主設(shè)計(jì)、制造。

　　“機(jī)殼在專業(yè)上叫做機(jī)體，其中鋁合金材料約占材料總重量的70%?！编囘\(yùn)來(lái)介紹，“為了減輕自重、降低油耗，飛機(jī)的重量會(huì)精確到克，C919實(shí)現(xiàn)比B737、A320等同類機(jī)型輕5%—10%的戰(zhàn)略目標(biāo)，主要得益于鋁合金中鋰元素的加入。鋰元素雖然只占鋁合金重量的2%左右，但在同等承載的條件下，卻可以比常規(guī)鋁合金減輕重量5%以上?！?br />
　　在傳統(tǒng)上，很多國(guó)外的大飛機(jī)機(jī)型大量采用了常規(guī)的高性能鋁合金材料，比如7X49、7055、7085、2X24等。“這種材料同樣符合航空機(jī)體材料高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、耐損傷、耐腐蝕等特點(diǎn)，但是自重就會(huì)比C919要重一些?！编囘\(yùn)來(lái)說(shuō)。

　　公開(kāi)的報(bào)道顯示，復(fù)合材料的使用量約占C919飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的12%，“復(fù)合材料”究竟是什么？

　　“飛機(jī)上使用的復(fù)合材料主要是碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，它們具有高耐腐蝕、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，在這些性能上的確要超過(guò)一般的金屬材料。”鄧運(yùn)來(lái)說(shuō)。

　　但是，天下沒(méi)有白吃的午餐。

　　鄧運(yùn)來(lái)笑著說(shuō)：“通常，復(fù)合材料的價(jià)格大約是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍，即便是我們看起來(lái)已經(jīng)很金貴的鋁鋰合金材料，其價(jià)格也比復(fù)合材料低得多。所以，我們的C919僅為波音737價(jià)格的1/2左右?！?br />
　　“鋁合金材料既要高強(qiáng)度，又要高韌性，還要抗疲勞、耐損傷、耐腐蝕，這是一個(gè)非常復(fù)雜的矛盾統(tǒng)一，”張新明說(shuō)，目前，國(guó)內(nèi)圍繞大飛機(jī)金屬材料的研究已經(jīng)獲得了大約200多項(xiàng)專利，其中一半左右歸中南大學(xué)所有。“比如強(qiáng)度和韌性、耐腐蝕常常是矛盾的，我們要同時(shí)達(dá)到，并且讓它們保持穩(wěn)定，就要不斷研究，這就是金屬材料的魅力所在?！?br />
　　針對(duì)很多關(guān)于大飛機(jī)材料“自主性”的非議，張新明說(shuō)：“大飛機(jī)，尤其是民用大飛機(jī)運(yùn)載特點(diǎn)決定其對(duì)材料的性能要求非常高，并且要非常穩(wěn)定，在這方面有一整套非常嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保證。這些年來(lái)國(guó)家非常重視大飛機(jī)的研究，在金屬材料領(lǐng)域獲得了很多重要進(jìn)展，但是畢竟我們真正大規(guī)模的由國(guó)家來(lái)組織針對(duì)大飛機(jī)鋁合金材料基礎(chǔ)研究還只有十年的時(shí)間，同國(guó)外一些發(fā)展早的國(guó)家相比，在基礎(chǔ)、工程化研究和工業(yè)化批產(chǎn)技術(shù)積累上面還有不小的差距，需要加大鋁合金材料的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。