我们的大飞机——C929将赶超梦想客机
根据航天海鹰特种材料公司董事长兼总经理高志强的介绍及参研院所和所接触到的消息看,C929的复合材料使用率达到50%,从大飞机研制的“跟跑”阶段跨越到“并跑”阶段。
我们知道波音787梦想客机复材使用率首次达到50%,开创了复材在大飞机材料的“第四阶段”。近几年空客A380XBW将复材使用率提高至55%,部分受力结构件替换为复材,成为当下使用复材覆盖率最大的客机。
复材现在已经成为衡量一个国家航空航天发展水平的标志。飞机减重是一个永恒的主题,复合材料的使用是重要环节之一。使用高比强度、比刚度的复材可以最大程度的减重。在飞机生产制造中使用复材的多少也成为各国“秀肌肉”的表现形式。C929复材使用率达到50%,也标志着我们大飞机研制技术的又一次飞跃。
从材料科学角度来看,我们国家的先进航空材料研究起步晚,这就必然造成和国外航空材料有着“错代”,而目前中国的复合材料总体上处于第二代水平,国外大约在第三代水平,目前,中国正在突破第三代的关键应用技术,还需要5到8年的努力,才能与国外处于相当水平。在张立同院士与李贺军院士领衔下,我国陶瓷基复材和碳碳复材领域已经走到世界前列。
俄罗斯的材料科学发展有着长期的积淀,在传统的金属航空材料加工处于世界前列,随着近些年俄航空工业逐步开放与复苏,俄罗斯的复合材料技术也得到了迅猛发展。例如支线客机MS21复材使用量接近40%,同时代的纯国产ARJ-21支线客机则采用全金属机身。双相/多相钛合金被看作为新一代的航空材料,密度仍然较大,只适合在关键结构件和发动机部分使用。在飞机的框架中的使用量会降低,在发动机中使用量会有大的提升。之所以与俄罗斯合作,主要还是因为我们的发动机技术还不完全成熟,大飞机设计还缺乏经验。
就目前商飞集团信息来看,C929复材使用率会达到与787、A380WXB相当的水平。具体的是机身筒件完全采用复合材料,机身壁板采用拼焊复材,机尾水平舵、中央翼板、襟翼采用复材,蒙皮使用铝合金与复材,龙骨与桁条采用增材制造的结构材料。