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看航空制造業如何為钛合金材料“賦能”

更新時間:2019/03/28 09:01:53    浏覽次數: 738     文章來源: 搜钛網

我們乘坐的飛機是經過百餘年的進化才成為現在的模樣。

早期的飛機是木結構的,由張線加固。1909年,路易斯·布萊裡奧就是駕駛着這樣一架飛機飛越英吉利海峽的。現在看來,它的結構簡單極了,但機身精選木料,有上百個金屬連接件,工藝絕不粗糙。1919年,容克斯設計的全金屬F13超越了時代,與他最早設計的全金屬外殼——J.1“錫驢”(Blechesel)相比,F13造型簡潔,更具現代感,而當時的主流飛機還是木質機身、帆布蒙皮的。容克斯的設計劃直接啟發了上世紀30年代金屬客機的誕生。後來,為了加快飛機的飛行速度,噴氣式發動機應運而生,它先突破了“音障”,完成了航空科技上的一次飛躍,但馬上又遇到了“熱障”問題。當飛機以超聲速飛行時,飛機表面和空氣摩擦産生大量的熱,飛機蒙皮溫度急劇升高;當溫度超過250°C時,鋁合金就會出現疲勞。上世紀40年代末,耐高溫的钛合金出現了,航空技術實現了又一次飛躍——突破“熱障”。

綜觀航空史,每一次航空材料的重大突破,都會促進航空技術飛躍式的發展,而航空材料以其基礎地位,與航空發動機、信息技術并列為三大航空關鍵技術之一。

現在的飛機材料以金屬材料、聚合物、無機非金屬材料和複合材料為主。飛機在高空飛行時,不同的飛機部件處在不同的溫度環境中:有發動機燃氣形成的高溫環境,有在同溫層以亞音速飛行時-50°C的飛機表面溫度。飛機在地面時,極地嚴冬的機場機坪溫度會降至-40°C以下,創造或選擇合适的材料,并朝着更強、更輕的方向進化,如AreMet100超高強度鋼制成的起落架,合金為主的航空發動機主材,機體結構鋼材,才能讓飛機整體性能相協調。

進入21世紀,航空新材料和先進工藝的發展很快。運輸飛機既要安全,又要最大限度地節能環保、控制成本。能做到這些,就是現代制造工業的頂峰了。

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