5月4日,國產(chǎn)大型客機(jī)C919的101架機(jī)停靠在位于中國商飛公司祝橋基地的試飛中心內(nèi)。這是我國自主設(shè)計(jì)研制、具有國際主流水準(zhǔn)的干線客機(jī),將于5月5日完成首飛。
5月4日上午,C919的總設(shè)計(jì)師吳光輝還在基地的機(jī)庫內(nèi)忙碌著,首飛的日子就要到了,作為總設(shè)計(jì)師,吳光輝的心情既激動又平和。
“首飛是一款新型飛機(jī)研制的重要節(jié)點(diǎn),我作為設(shè)計(jì)師十分激動,但同時(shí)我又要不斷提醒自己要冷靜下來,多想一想,首飛中還會出現(xiàn)什么問題。”吳光輝說,“整體而言,我們的試飛員做好了充分的準(zhǔn)備,前期的滑行試驗(yàn)也比預(yù)想的好。”
走進(jìn)機(jī)艙內(nèi),吳光輝向記者介紹了C919的設(shè)計(jì)由來與技術(shù)突破。作為總設(shè)計(jì)師,C919大到外形構(gòu)造,小到系統(tǒng)接口都深深刻畫在自己的頭腦中。
自主設(shè)計(jì),對于一架飛機(jī)意味著什么?吳光輝告訴記者,擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)是針對飛機(jī)整體設(shè)計(jì)來說的。這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:第一,根據(jù)市場需求,設(shè)定設(shè)計(jì)方案。“我國已經(jīng)有了新支線客機(jī)ARJ21,原本我想設(shè)計(jì)更大的飛機(jī),但經(jīng)過市場調(diào)研,150座級的客機(jī)是市場上的主流機(jī)型,市場前景最好。因此,我們以首先滿足國內(nèi)市場需求為導(dǎo)向選定了這個(gè)機(jī)型。”吳光輝說。
第二,零部件供應(yīng)需符合設(shè)計(jì)方案。C919的供應(yīng)商來自全球,其中不乏同樣為空客和波音的供應(yīng)商,而需要什么樣的零部件,對其有怎樣的技術(shù)要求,這是由中國商飛決定的。“供應(yīng)商可以來自全球,但零部件的供應(yīng)需符合飛機(jī)設(shè)計(jì)的要求,這體現(xiàn)出我們的自主權(quán)和決定權(quán)。”吳光輝說。
第三,系統(tǒng)集成掌握在自己手中。一架大型客機(jī)是復(fù)雜的系統(tǒng)集成工程,不同的系統(tǒng)集成在一起需要滿足哪些要求,這一控制方案掌握在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)手中。“中國商飛的知識產(chǎn)權(quán)也體現(xiàn)在對系統(tǒng)之間的集成控制上。C919飛機(jī)上有幾百萬個(gè)接口,這關(guān)系到液壓、航電等多系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián),絕不是簡單的拼接,如何關(guān)聯(lián),就取決于飛機(jī)的設(shè)計(jì)方案。”吳光輝說。
飛機(jī)設(shè)計(jì)研制是一項(xiàng)科技攻堅(jiān)的大型工程,為此中國商飛公司團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了102項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),主要涉及氣動技術(shù)、新材料、強(qiáng)度設(shè)計(jì)等方面。
吳光輝說:“C919設(shè)計(jì)研制中有多項(xiàng)重大技術(shù)突破,比如超臨界機(jī)翼的設(shè)計(jì)。飛機(jī)設(shè)計(jì),氣動先行,機(jī)頭、后體的設(shè)計(jì)也關(guān)系到飛機(jī)阻力的減小,但機(jī)翼的設(shè)計(jì)決定了飛機(jī)的性能,是最為關(guān)鍵的。我們第一次自主設(shè)計(jì)超臨界機(jī)翼,就達(dá)到了世界先進(jìn)水平,得到了國際同行的認(rèn)可。”
此外,新材料的應(yīng)用是C919的一大亮點(diǎn)。“C919是第一次大范圍采用鋁鋰合金的機(jī)型,我們?yōu)榇私?jīng)過了10年的探索,鋁鋰合金的供應(yīng)商是按照我們的要求改善了材料的特性,使之能夠更好地適用于C919飛機(jī)。”吳光輝說。
飛機(jī)的性能究竟如何,還有待于在實(shí)際的飛行試驗(yàn)中進(jìn)行檢驗(yàn)。首飛完成后,C919將進(jìn)入適航取證階段,接受各項(xiàng)飛機(jī)適航的測試考驗(yàn),為敲開市場大門做準(zhǔn)備。
吳光輝說:“C919是在一個(gè)合適的時(shí)間,以一種正確的模式,推出的一款高水準(zhǔn)的產(chǎn)品。C919首先是要滿足我們國內(nèi)的航空運(yùn)輸需要,因?yàn)橹袊侨蜃畲蟮拿窈绞袌觯w機(jī)需求最多。立足國內(nèi)市場,面向全球市場,這是我對C919的定位。從設(shè)計(jì)航程看,C919可以滿足中國任何點(diǎn)到點(diǎn)的飛行。”
吳光輝參與過我國多款主要機(jī)型的設(shè)計(jì)工作,而他認(rèn)為,C919是最先進(jìn)的,相信也會是最成功的。“我希望,也期待著,C919能夠受到市場的追捧,希望它能夠成為一款明星飛機(jī)。”
C919首飛這五個(gè)問題你可知?
C919將于今日首飛,這一“飛”牽動億萬國人的心。那么關(guān)于首飛,你又了解多少呢?首飛對于飛機(jī)來說為什么那么重要?記者為你整理了這五個(gè)問題,快跟我們一起來看。
問題1:啥叫首飛?
首飛是指一架新制造的飛機(jī)首次離地飛行?是的!每一架飛機(jī)均有首飛,但新型號首飛的特殊意義在于,既是由設(shè)想變圖紙、圖紙變實(shí)物、實(shí)物能飛行等一系列工作鏈中的重要環(huán)節(jié),又是新型號由靜止到運(yùn)動的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和新型號誕生的一個(gè)重要里程碑。
問題2:首飛對天氣有啥要求?
首飛要看“天意”,能見度不低于5~7km、沒有低云和側(cè)風(fēng)時(shí),適合飛行。 一般輕型飛機(jī)的首飛時(shí)間不超過30~40分鐘,大型飛機(jī)為1~2小時(shí)。
問題3:飛行員有啥要求?
“熟能生巧”也適用于飛機(jī)首飛。擔(dān)任首飛的飛行員,不僅要有豐富的經(jīng)驗(yàn),還要對飛行任務(wù)充滿信心。C919“處女航”試飛團(tuán)隊(duì)有5名成員:機(jī)長蔡俊、副駕駛吳鑫、觀察員錢進(jìn)、試飛工程師馬菲和張大偉。其中,機(jī)長蔡俊的總飛行時(shí)間已達(dá)10300小時(shí),而觀察員錢進(jìn)的總飛行時(shí)間則高達(dá)22000小時(shí),都是很有經(jīng)驗(yàn)的老飛行員。
問題4:飛機(jī)首飛時(shí)有哪些“小跟班”?
飛機(jī)首飛不是一次“孤獨(dú)”的飛行,還有一個(gè)伴兒——伴飛飛機(jī)。在空中,伴飛飛機(jī)會對首飛飛機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測、記錄飛行數(shù)據(jù)、拍攝照片和視頻,一旦出現(xiàn)任何問題,伴飛飛機(jī)的機(jī)組人員將立即向首飛飛機(jī)的機(jī)組人員發(fā)出警告,向地面管控人員報(bào)告,并引導(dǎo)首飛飛機(jī)安全降落。它還將監(jiān)測首飛的空中環(huán)境,確保不會有其他飛機(jī)闖入首飛的飛行線路,并杜絕任何竊密的隱患。
問題5:民用飛機(jī)首飛有經(jīng)濟(jì)效益嗎?
不是任何一架飛機(jī)的首飛都會公開的,軍用飛機(jī)首飛要嚴(yán)格保密。對于民用飛機(jī)來說,首飛是其在市場中的重要亮相和曝光機(jī)會,將帶來巨大的商業(yè)效益。C919目前獲得全球23家用戶570架訂單,首飛后或?qū)⒗^續(xù)收到訂單,賺取外匯!
延伸閱讀
鋁鋰合金:現(xiàn)代飛機(jī)新型材料的選擇
在航空工業(yè),飛機(jī)的研發(fā)制造離不開材料的支撐。鋁鋰合金與碳纖維復(fù)合材料是新時(shí)代飛機(jī)的主要用材。近年來,航空用碳纖維復(fù)合材料的面市,對傳統(tǒng)鋁合金材料在航空工業(yè)的應(yīng)用帶來一定的沖擊。面對航空碳纖維復(fù)合材料的崛起與競爭,以美國鋁業(yè)公司為代表的鋁企針對碳纖維復(fù)合材料的弱項(xiàng),成功開發(fā)出了第一代2099鋁鋰合金。它與碳纖維復(fù)合材料相比,其氣動性更好、防腐能力更強(qiáng)、質(zhì)量更輕,在制造、運(yùn)行、維修成本上更低。據(jù)了解,鋁鋰合金的生產(chǎn)成本僅為碳纖維復(fù)合材料的10%。在新型飛機(jī)設(shè)計(jì)制造中,采用鋁鋰合金可使飛機(jī)鋁合金零部件的質(zhì)量減輕14%-30%,鋁鋰合金已成為新一代航空飛機(jī)的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料。目前,各國先進(jìn)的戰(zhàn)斗軍機(jī)和民用飛機(jī)越來越多地采用了鋁鋰合金。
在國外,空客A350創(chuàng)新性的采用了鋁鋰合金制造機(jī)身蒙皮與地板結(jié)構(gòu),其用量為機(jī)身重量的22%;A380機(jī)身蒙皮、地板梁、機(jī)翼前后緣均使用了鋁鋰合金;在龐巴迪C系飛機(jī)中,先進(jìn)鋁鋰合金材料部件已經(jīng)占到飛機(jī)材料總量的20%;波音787和EH101多用途直升飛機(jī)也大量采用了鋁鋰合金。
在國內(nèi),中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司制造的C919大飛機(jī)主結(jié)構(gòu)材料中,鋁及鋁鋰合金占比65%(約14噸),鋁鋰合金在C919大飛機(jī)主結(jié)構(gòu)材料中首次應(yīng)用且用量較大。由中航洪都飛機(jī)公司制造的C919機(jī)身前部等直段部和中航西安飛機(jī)公司制造的C919大型客機(jī)中機(jī)身和副翼大部件均大量采用了先進(jìn)的第三代鋁鋰合金板。據(jù)了解,C919大飛機(jī)用第三代鋁鋰合金來自美國鋁業(yè)公司達(dá)文波特軋制廠。
目前,全球航空鋁合金的焦點(diǎn)是先進(jìn)鋁鋰合金的研發(fā)與應(yīng)用。據(jù)北京佰匯調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,美國鋁鋰合金生產(chǎn)能力約10萬噸/年,其中美國鋁業(yè)公司生產(chǎn)能力達(dá)到約5.5萬噸/年,既是美國也是全球鋁鋰合金產(chǎn)能、產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè)。
盡管美國鋁業(yè)公司鋁鋰合金產(chǎn)量居全球首位,但仍在對鋁鋰合金進(jìn)行擴(kuò)能。美國鋁業(yè)公司在拉斐特建立了世界產(chǎn)能最大的鋁鋰合金生產(chǎn)工廠,用來生產(chǎn)第三代鋁鋰合金部件。2013年中期,美國鋁業(yè)公司完成了位于英國基茨格林工廠鋁鋰合金產(chǎn)能的擴(kuò)張;對達(dá)文波特軋制廠的鋁鋰合金板生產(chǎn)線進(jìn)行了改擴(kuò)建;對印度安納州拉斐特?cái)D壓-鍛造廠的鋁鋰合金生產(chǎn)線進(jìn)行了擴(kuò)建。
美國肯聯(lián)鋁業(yè)公司的法國沃雷普研發(fā)中心研發(fā)出一種名為“AIRWARE”新型鋁鋰合金,據(jù)介紹,AIRWARE是應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域一種具有革命性的鋁合金新材料。它是將鋁與鋰、銅、銀等其他金屬融合,從而獲得這種新合金。據(jù)北京佰匯了解,AIRWARE可為飛機(jī)制造帶來四大優(yōu)勢:一是比傳統(tǒng)鋁合金材質(zhì)輕25%,因此,能夠優(yōu)化結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì),并減少二氧化碳的排放;二是其卓越的抗腐蝕和抗金屬疲勞特性,可將較大的維護(hù)間隔時(shí)間延長至12年;三是可實(shí)現(xiàn)100%的循環(huán)再生利用;四是可用于制造航空器的所有全部零部件。目前,AIRWARE在新一代飛機(jī)制造中已得到應(yīng)用,空中客車公司將其應(yīng)用于其寬體客機(jī)A350-XWB;龐巴迪公司將其應(yīng)用于窄體飛機(jī)C系列。為滿足航空市場對新型鋁鋰合金日益增長需求,肯聯(lián)鋁業(yè)公司正在法國伊蘇瓦爾軋制廠新建兩條鋁鋰合金熔煉鑄造生產(chǎn)線,專業(yè)生產(chǎn)AIRWARE鋁鋰合金,預(yù)計(jì)在建的兩條鋁鋰合金生產(chǎn)線將于2016年前投產(chǎn)。
在中國,為滿足國產(chǎn)飛機(jī)對鋁鋰合金的需求,我國鋁加工業(yè)在上世紀(jì)60年代就開始對鋁鋰合金進(jìn)行跟蹤性研究,成功仿制了8090和2091兩種鋁鋰合金。目前,我國已基本掌握了航空鋁鋰合金的熔煉技術(shù),如鋁鋰合金大扁錠與鋁鋰合金圓錠的鑄造技術(shù)。但在鋁鋰合金基礎(chǔ)研究與合金生產(chǎn)實(shí)踐方面,與美、俄仍存在較大差距,表現(xiàn)在:一是創(chuàng)新能力與技術(shù)開發(fā)能力較為薄弱;二是生產(chǎn)能力小,當(dāng)前僅有西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司能夠生產(chǎn)少量鋁鋰合金,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國產(chǎn)大飛機(jī)的需求。北京佰匯認(rèn)為,國家需要投入專項(xiàng)資金,提升航空鋁鋰合金研發(fā)能力、增加航空鋁鋰合金生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量、擴(kuò)建航空鋁鋰合金生產(chǎn)線。
我國航空民機(jī)尤其是國產(chǎn)C919、ARJ21大飛機(jī)的快速發(fā)展已是不爭的事實(shí),截至目前,C919和ARJ21-700大飛機(jī)訂單已分別達(dá)到517架、278架。面對航空工業(yè)需求旺盛的鋁鋰合金,我國要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)鋰合金還有很多難題去攻克,還有很長的路徑去實(shí)踐。但是在困難面前,也要看到我們的長處,利用好現(xiàn)代化鋁熔煉與鋁加工裝備優(yōu)勢,與美、俄等先進(jìn)國家的同行開展技術(shù)合作,吸收他們的工作經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)成果,實(shí)現(xiàn)“彎道超車”,盡快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)大飛機(jī)所用鋁鋰合金材料的國產(chǎn)化。
鋁鋰合金的性能及應(yīng)用
新材料是航空航天技術(shù)的重要基礎(chǔ),航空航天技術(shù)的發(fā)展又不斷對材料科學(xué)提出新的問題和要求。鋁鋰合金是近十幾年來航空金屬材料中發(fā)展最為迅速的一個(gè)領(lǐng)域。
鋁鋰合金優(yōu)點(diǎn)
鋰是世界上最輕的金屬元素。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中,就形成了鋁鋰合金。加入鋰之后,可以降低合金的比重,增加剛度,同時(shí)仍然保持較高的強(qiáng)度、較好的抗腐蝕性和抗疲勞性以及適宜的延展性。因?yàn)檫@些特性,這種新型合金受到了航空、航天以及航海業(yè)的廣泛關(guān)注。正是由于這種合金的許多優(yōu)點(diǎn),吸引著許多科學(xué)家對它進(jìn)行研究,鋁鋰合金的開發(fā)事業(yè)猶如雨后春筍般迅速發(fā)展起來了。
發(fā)展歷程
1983年在巴黎國際航空博覽會上,世界上兩家最大的鋁合金生產(chǎn)企業(yè)——英國阿爾康鋁業(yè)公司和美國阿爾考鋁業(yè)公司,同時(shí)宣布研制成功新的革命性材料——鋁鋰合金。專家們認(rèn)為,鋁鋰合金是從1943年發(fā)明鋁鋅系高強(qiáng)合金以來,鋁合金研究和開發(fā)的又一個(gè)里程碑。
其實(shí),鋁鋰合金并不是個(gè)新鮮概念。對這種材料的認(rèn)識經(jīng)歷了相當(dāng)長的時(shí)間。由于鋰的比重小,在鋁中的溶解度高,長期以來人們就把鋰看作鋁的親密合作伙伴。早在本世紀(jì)20年代,科技工作者就對鋁鋰合金進(jìn)行過許多評論。1924年,德國研制成功一種工業(yè)鋁鋰合金——司克龍。這是一種僅含0.1%鋰的鋁鋅合金。它的機(jī)械性能比當(dāng)時(shí)盛行的鋁鎂合金——杜拉鋁要稍好一些。由于當(dāng)時(shí)杜拉鋁已得到公認(rèn),所以影響了司克龍合金應(yīng)受到的廣泛重視。1943年,高強(qiáng)度的鋁鋅鎂銅合金問世,再一次低估了鋁鋰合金的工業(yè)價(jià)值。1957年,英國研制成功了含鋰1.1%的X-2020鋁合金。這種合金用于美國艦載超音速攻擊機(jī)的機(jī)翼和水平尾翼的蒙皮上,取代原設(shè)計(jì)中的鋁合金后,RA-5C飛機(jī)的重量減輕6%。原蘇聯(lián)的科技工作者同時(shí)也研制出了一種含鋰2%的鋁合金。又經(jīng)過10年徘徊,到1967年發(fā)生了世界范圍的能源危機(jī)后,各國又重新開始大規(guī)模研究鋁鋰合金。由于冶金技術(shù)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,使含鋰量更大、比重更小、強(qiáng)度更高的鋁鋰合金的出現(xiàn)成為可能。據(jù)認(rèn)為,目前許多先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)和民航飛機(jī)大都采用了這種合金。鋁鋰合金的成本大約只是碳纖維增強(qiáng)塑料的1/10。如果采用鋁鋰合金制造波音飛機(jī),重量可以減輕14.6%,燃料節(jié)省5.4%,飛機(jī)成本將下降2.1%,每架飛機(jī)每年的飛行費(fèi)用將降低2.2%。可以預(yù)料,隨著材料科學(xué)的發(fā)展,將有越來越多的新型合金進(jìn)入航空航天業(yè)、各個(gè)工業(yè)部門及千家萬戶。
軍事應(yīng)用
鋁鋰合金主要為飛機(jī)和航空航天設(shè)備的減重而研制的,因此也主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,還應(yīng)用于軍械和核反應(yīng)堆用材,坦克穿甲彈,魚雷和其它兵器結(jié)構(gòu)件方面,此外在汽車、機(jī)器人等領(lǐng)域也有充分運(yùn)用。從20世紀(jì)30年代開始,德、美、英、前蘇聯(lián)對Al-Li合金進(jìn)行研制,但是真正具有商業(yè)價(jià)值的是1957年美國Alcoa公司研制成功的含鋰1.1%的2020合金,用于制造海軍TA-5CVigitante飛機(jī)的機(jī)翼蒙皮和尾翼的水平安定面。目前主要使用的鋁鋰合金有2×××系(Al-Li-Cu-Zr)和8×××系(Al-Li-Cu-Mg-Zr)等10余種牌號,最大鑄錠規(guī)格達(dá)到25t以上,其軋制、擠壓和鍛造的加工技術(shù)已達(dá)到常規(guī)鋁合金的水平。
鋁鋰合金的航空應(yīng)用
Al-Li合金已經(jīng)在軍用飛機(jī)、民用客機(jī)和直升飛機(jī)上使用或試用,主要用于機(jī)身框架、襟翼翼肋,垂直安定面、整流罩、進(jìn)氣道唇口、艙門、燃油箱等等。
早在20世紀(jì)50年代,美國就開發(fā)了x2020鋁鋰合金后來用來取代7075用于RA-SC預(yù)警機(jī)。美國一公司將C-155鋁鋰合金用于波音777和空中客車A330/340飛機(jī)的垂尾和平尾,該合金比普通鋁合金有更好的抗疲勞性能和高的強(qiáng)度。其中A330/340飛機(jī)每架使用Al-Li合金650kg,可使飛機(jī)減重達(dá)4250kg,可以提高有效載荷及降低燃料消耗。麥道公司的C-17運(yùn)輸機(jī)使用了鋁鋰合金板材和擠壓型材制造貨艙的地板梁、襟翼副翼蒙皮等結(jié)構(gòu),用量達(dá)2.8t,比用普通鋁合金減重208kg,法國幻影式戰(zhàn)斗機(jī)上也大量應(yīng)用鋁鋰合金,其成本低于熱固塑料和金屬基復(fù)合材料。在1988年的時(shí)候,洛克希德·馬丁戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)系統(tǒng)公司、洛克希德·馬丁航空系統(tǒng)公司和雷諾茲金屬公司就開始AA2l97合金研制的聯(lián)合計(jì)劃,為軍用殲擊機(jī)隔板和艙壁生產(chǎn)重載厚板。1996年6月,雷諾茲金屬公司開始售出第一批AA2l97合金板材,用于取代其它材料制造美國空軍F-16飛機(jī)的后部隔板(艙壁)和其它零件。歐洲試驗(yàn)型戰(zhàn)斗機(jī)EFA其前部所有薄板狀零件皆由8090薄板制成,占所有材料的9%,駕駛艙內(nèi)使用了不少A1-Li合金,其中用A1-Li超塑成形工藝制造的電子設(shè)備室的蓋板長達(dá)1.5m。英、意合作生產(chǎn)的大型直升機(jī)EH101上,其機(jī)身框架、蒙皮和內(nèi)部結(jié)構(gòu)使用了相當(dāng)多的A1-Li合金板材和鍛件,每架質(zhì)量減輕200kg。而據(jù)估計(jì),直升機(jī)在整個(gè)服役期間每減輕1kg增加經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)3000英鎊。
在航空鋁鋰合金的研究和應(yīng)用方面,前蘇聯(lián)及俄羅斯也一直處于世界的領(lǐng)先地位,比較有代表性的有01420、01421(含鈧)、01423(含鈧)、01430、01440、01450等。早在20世紀(jì)70年代,前蘇聯(lián)就將鋁鋰合金用于制造雅克-36飛機(jī)的主要構(gòu)件,包括機(jī)身蒙皮、尾翼、翼肋等,該飛機(jī)在惡劣的海洋氣候條件下使用,性能良好。20世紀(jì)90年代初又在米格-29和米格-31飛機(jī)上采用1420合金焊接結(jié)構(gòu),使減重效果進(jìn)一步提高。米格-29使用了1420合金薄板、模鍛件、擠壓壁板等制造機(jī)身、駕駛員座艙、油箱等,每架飛機(jī)鋁鋰合金用量達(dá)3.8t。采用焊接油箱后減重達(dá)24%,其中12%是由于材料比重的降低,12%是由于焊接結(jié)構(gòu)減少了鉚釘、螺釘、密封劑和搭接部分而達(dá)到的。1420合金在其它飛機(jī),如運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)、直升機(jī)上用量也相當(dāng)可觀。安-124用量近8t,圖-204用量2.7t,米-26用量1.8t,還有伊爾-86、安-72等也都采用了A1-Li合金。近年來,Al-Li合金也大量用在蘇-27、蘇-35、蘇-37等戰(zhàn)斗機(jī)上,以及遠(yuǎn)程導(dǎo)彈彈頭殼體等。
鋁鋰合金的航天應(yīng)用
對于航天飛行器結(jié)構(gòu),質(zhì)量的減輕可增加有效載荷,而有效載荷每增加1kg可帶來4,400~110,000美元的效益。因此,由于Al-Li合金密度低、性能好的特點(diǎn),在很多航天飛行器中都采用Al-Li合金結(jié)構(gòu)。
美國洛克希德導(dǎo)彈和空間公司(LMSC)制造的飛行器使用低密度、中等強(qiáng)度和高剛度的材料,因此大量采用Al-Li合金產(chǎn)品。從20世紀(jì)80年代中期開始,大量選用8090及普通加工方法生產(chǎn)各種鍛件、厚板、薄板與擠壓件。LMSC在大力神有效載荷轉(zhuǎn)接器上使用8090板材,減輕質(zhì)量180kg。該公司使用AA2195合金生產(chǎn)的新的航天飛機(jī)“超輕型油箱”,長達(dá)47m,直徑達(dá)8.4m,用于盛裝低溫燃料和液態(tài)氫。AA2195合金的使用使油箱減輕5%(減重近3400kg),強(qiáng)度提高30%,有效地增加了有效載荷,節(jié)約成本約7500萬美元。麥道空間系統(tǒng)公司采用2090-T81板材制成直徑2.44m,長3.05m的低溫箱,用于三角翼火箭盛放燃料和液氧的容器,質(zhì)量減輕15%。美國通用動力空間公司在阿特拉斯和半人馬運(yùn)載火箭上的三個(gè)部件采用2090合金,總量達(dá)70kg,質(zhì)量較2024減輕8%。1997年12月的美國“奮進(jìn)號”航天飛機(jī)外貯箱采用2195代替2219,運(yùn)載能力提高了3.4t。
Al-Li合金在俄羅斯的航天業(yè)中也有很多的應(yīng)用。俄羅斯在1450合金基礎(chǔ)上添加0.20%的Sc元素研制出1460合金,有更優(yōu)良的性能,將其應(yīng)用于大型運(yùn)載火箭“能源號”的結(jié)構(gòu)件上。此外,還用在其它火箭、“暴風(fēng)雪”號航天飛機(jī)和空間站的結(jié)構(gòu)件上。
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