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中国大飞机:站在起跑线上

  曹春晓:最主要的差距表现在复合材料的应用上,复合材料是新一代大型飞机的主要用材,但我国尚存在较多的问题。例如:第一,碳纤维年产量低,价格贵。其年产量还不能满足国内工程应用的需求;同时,国内产品的价格也高于国外。

  第二,缺少高强度碳纤维。复合材料的强度大小主要取决于纤维的强度。美、欧等先进航空企业大量使用复合材料的基础是强度高、价格相对较低的碳纤维。而我国高强度碳纤维正处于研制与工程化阶段,尚未形成稳定的自主保障能力。

  第三,工艺技术在工程应用方面还不成熟。制造成本的降低需要从工艺方面的突破来实现。RTM与RFI这两种制备技术具有成本低、周期短、质量高和有利于结构整体化等优点,我国对其的研究取得了不少进展,但在工程应用方面还不够成熟。

  第四,缺乏一些先进的工艺装备,建议我国加强自主研制,并开展国际合作和适量进口。

大型运输机内部情形

  记者:我还有一个问题,就是“大运”和“大客”在材料的选用方面有什么区别?

  曹春晓:为防止受制于人,我认为对于大型运输机,材料应该立足于国内。对于大型客机用的材料,可按市场竞争原则进行全球采购,但这个“全球”理应包括国内供应商,特别是关键材料,应尽早具备国内自主供应的能力。我们要造世界先进的大飞机,就必须在符合安全性要求的前提下尽可能选用一些先进的航空材料,特别是要充分重视具有中国特色的先进材料的选用,例如TC21钛合金的性能不仅具有国际先进水平,而且在合金及其锻造工艺上都具有自主知识产权。凡综合评价优良并对飞机设计制造水平起重要作用的先进材料,已成熟的理当优先选用;即使当前不够成熟,只要在较短时间内能达到实用化程度的,应尽早立项启动,以免出现受制于人的被动局面。

  记者:相比之下,复合材料结构制造的成本是否比铝合金高?

  曹春晓:目前虽然复合材料比铝合金制造成本高,但飞机结构重量大幅度减轻等良好效果所带来的经济效益远远超过了它的负面效应。另外,波音787的外场维护间隔时间从波音767的500小时提高到1000小时,维修费用比波音777低32%,这些成本的减少也带来了可观的经济效益。同时,由于飞机结构重量轻,节省燃油,也有利于环保。

  记者:安全性肯定是第一位的,复合材料安全吗?

  曹春晓:复合材料已经用了30年左右,在各方面做了很多实验,都没有问题。美国的B-2轰炸机用了38%的复合材料,已经经过那么多年的考验,证明没有什么问题。所以我觉得在军用飞机上先考验一段时间以后,就更有把握在民用飞机上用了。

  记者:其实在航空航天工业上,我国目前已经在追赶发达国家了,比如说我们的“神舟号”系列飞船,还有我们曾经有过的“运十”和近年来研制成功的“歼-10”等,这些都值得我们骄傲,但我们更应该看到差距和不足,这样才能尽快赶上去。

  曹春晓:我们国家要有自己设计制造的大飞机,这是国家的意志,也是全国人民特别是几代航空人的梦想和愿望,多用一些我们自己研制生产的材料造出我们自己设计制造的大型飞机,是全国人民特别是几代航材人的愿望和梦想。现在我们看到了这个梦想和愿望的曙光了,我们希望所有参加大飞机工程的中华儿女,大家心怀祖国,情系航空,团结和谐,创新图强。我们中国自己设计制造的大型飞机一定能够在不远的将来展翅翱翔。

  记者:您说得太好了,祝愿这一天早日来临,祝愿我们的祖国更加富强。谢谢曹老师。

人物档案◆◆◆

  曹春晓材料科学家。浙江上虞人。北京航空材料研究院研究员。不断开创新型钛合金和钛———铝系金属间化合物,并应用于航空工业,显著减轻飞机及其发动机的结构重量;根据再结晶和相变相结合的原理,创立了高低温交替热变形技术,解决了长期以来存在于大型钛合金零件生产中的金相组织不均匀的关键问题;首先利用特定的相变模式优化钛合金的β转变组织形态和性能,创立BRCT热处理技术;利用形变———相变联合机制,创立钛合金急冷式β热变形强韧化技术;研究了钛合金的强化机制、阻燃机理、疲劳裂纹扩展特征及其它基础问题,并相应地取得了创造性成果。1997年当选为中国科学院院士

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