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记者:这个改变能带来什么好处呢?为什么大家感兴趣呢?
曹春晓:就是刚才说的燃油消耗大幅度降低了。波音787采取了各种措施减少油耗。比如说发动机要选择油耗更低的发动机,这当然是很重要。另外,在气动力学方面做了改进,气动的阻力减少了。另一个重要的措施是用了50%的复合材料,所以,整体上新一代的飞机可以降低油耗20%,这是很了不起的。在这20%里边,有8%的油耗是靠复合材料来降低的,复合材料用了50%就可降低油耗8%,这是一个非常重要的数据。
记者:可见复合材料的功劳不小。
曹春晓:复合材料的功劳确实相当大。在这里还应该提一下,钛合金在减轻飞机结构重量方面也有一定功劳。也正因为钛合金具有比强度高等优势,所以它现在也创了一个新高,在波音787上的用量达到了15%。当然铝合金现在逐渐减少了,但还保持一定的比例,钢没有明显的增加和减少,它的用量一般是10%左右。因为有些地方还要用它。这是第一方面的优越性。
第二方面是抗腐蚀性好,飞机是要长期使用的,特别是民用客机,它不是飞一二个月就完事的,它要飞好多年。
记者:复合材料抗腐蚀性肯定没有问题,钛合金又怎样啊?
曹春晓:做实验对比一下就知道,把不同的材料放到流动的海水里,钛合金经过好多年还看不到腐蚀的迹象;而铝合金一年要腐蚀掉5毫米;不锈钢也要腐蚀掉3.6毫米。所以钛合金的抗腐蚀性能很好。
记者:说到这里,能不能请曹老师进一步谈一谈为什么钛合金在大型客机上的用量会不断增加?
曹春晓:除了抗腐蚀性能好之外,钛合金的优越性首先表现在比强度通常高于钢和铝合金,因此它主要扮演减轻飞机结构重量的角色。
钛合金的优越性还表现于适用的温度范围大,它在零下269℃至零上600℃都可以使用,而复合材料和铝合金差不多,了不起就300℃左右。
钛合金用量不断提高的另一个重要原因,是大型飞机上复合材料用量猛增,铝合金与复合材料中的碳纤维之间存在显著的电位差,因此与复合材料接触的紧固件等零件通常采用钛合金,以避免电化学腐蚀的发生。也就是说,钛合金是复合材料的“最佳伴侣”,复合材料用量增加了,钛合金用量也会“水涨船高”。

目前世界上最大的运输机——“巨无霸”米—26
用自己生产的材料造自己的大飞机
回放:《中国新闻周刊》:1980年9月26日,中国第一架大型飞机“运十”首飞上天。
“据飞行员讲,‘运十’的性能非常好。飞抵拉萨机场时,地勤人员没有见过这种机型的飞机。当得知是我国自己研制的飞机时,都立正向飞机敬礼”。曾与中国航空界有着不解之缘的王超平回忆说。
到1985年,“运十”共飞了130个起落,170个小时,最远航程3600公里,最大时速930公里,最高飞行升限1.1万米,最长空中飞行时间4小时49分。从性能上看,“运十”客舱按经济舱178座,混合级124座布置,最大起飞重量110吨,已经达到了“大飞机”的标准。当时的航空航天工业部评价其为“填补了我国民航工业在这方面的空白”。
国际航空界对“运十”的研制成功给予高度关注。时任波音副总裁的斯坦因纳1980年5月在《航空周刊》上著文:“‘运十’不是波音的翻版,更确切地说,它是该国发展其设计制造运输机能力十年之久的锻炼。”同年11月28日,路透社载文说:“在得到这种高度复杂的技术后,再也不能把中国视为一个落后的国家了。”
1988年,原三机部民机司副司长郑作棣撰文指出,“运十”飞机的研制在技术上有10项突破。上世纪80年代中期,“运十”的下马,使中国痛失了一个发展大型飞机的机遇。“运十”如同两弹一星,也是中国人的骄傲。
记者:我国曾有过“运十”这样的骄傲,但因为很多方面的原因,最终没能坚持下来。曹老师是航空材料专家,目前来看,您认为我国在大型飞机材料的应用方面与欧美国家最主要的差距在哪里? |