C919“皮膚”探秘：用的全部是世界上最好的鋁合金

    "可以說,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."11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家973項目首席科學(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報記者.

    "一代材料,一代飛機(jī)."張新明教授的助理,國家973項目"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)來進(jìn)一步解釋,"作為我國首次自主生產(chǎn)的大型客機(jī),材料的選擇直接決定了其很多特點."

    據(jù)新華社報道,這次C919的"機(jī)殼"全部由我國自主設(shè)計、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%."鄧運(yùn)來介紹,"為了減輕自重、降低油耗,飛機(jī)的重量會精確到克,C919實現(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."

    在傳統(tǒng)上,很多國外的大飛機(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,但是自重就會比C919要重一些."鄧運(yùn)來說.

    公開的報道顯示,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,在這些性能上的確要超過一般的金屬材料."鄧運(yùn)來說.

    但是,天下沒有白吃的午餐.

    鄧運(yùn)來笑著說:"通常,復(fù)合材料的價格大約是常規(guī)鋁合金材料的幾十倍,即便是我們看起來已經(jīng)很金貴的鋁鋰合金材料,其價格也比復(fù)合材料低得多.所以,我們的C919僅為波音737價格的1/2左右."

    "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,這是一個非常復(fù)雜的矛盾統(tǒng)一,"張新明說,目前,國內(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."

    針對很多關(guān)于大飛機(jī)材料"自主性"的非議,張新明說:"大飛機(jī),尤其是民用大飛機(jī)運(yùn)載特點決定其對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)來保證.這些年來國家非常重視大飛機(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)模的由國家來組織針對大飛機(jī)鋁合金材料基礎(chǔ)研究還只有十年的時間,同國外一些發(fā)展早的國家相比,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."