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看航空制造业如何为钛合金材料“赋能”

更新时间:2019/03/28 09:01:53    浏览次数: 619     文章来源: 搜钛网

我们乘坐的飞机是经过百余年的进化才成为现在的模样。

早期的飞机是木结构的,由张线加固。1909年,路易斯·布莱里奥就是驾驶着这样一架飞机飞越英吉利海峡的。现在看来,它的结构简单极了,但机身精选木料,有上百个金属连接件,工艺绝不粗糙。1919年,容克斯设计的全金属F13超越了时代,与他最早设计的全金属外壳——J.1“锡驴”(Blechesel)相比,F13造型简洁,更具现代感,而当时的主流飞机还是木质机身、帆布蒙皮的。容克斯的设计划直接启发了上世纪30年代金属客机的诞生。后来,为了加快飞机的飞行速度,喷气式发动机应运而生,它先突破了“音障”,完成了航空科技上的一次飞跃,但马上又遇到了“热障”问题。当飞机以超声速飞行时,飞机表面和空气摩擦产生大量的热,飞机蒙皮温度急剧升高;当温度超过250°C时,铝合金就会出现疲劳。上世纪40年代末,耐高温的钛合金出现了,航空技术实现了又一次飞跃——突破“热障”。

综观航空史,每一次航空材料的重大突破,都会促进航空技术飞跃式的发展,而航空材料以其基础地位,与航空发动机、信息技术并列为三大航空关键技术之一。

现在的飞机材料以金属材料、聚合物、无机非金属材料和复合材料为主。飞机在高空飞行时,不同的飞机部件处在不同的温度环境中:有发动机燃气形成的高温环境,有在同温层以亚音速飞行时-50°C的飞机表面温度。飞机在地面时,极地严冬的机场机坪温度会降至-40°C以下,创造或选择合适的材料,并朝着更强、更轻的方向进化,如AreMet100超高强度钢制成的起落架,合金为主的航空发动机主材,机体结构钢材,才能让飞机整体性能相协调。

进入21世纪,航空新材料和先进工艺的发展很快。运输飞机既要安全,又要最大限度地节能环保、控制成本。能做到这些,就是现代制造工业的顶峰了。

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