六代机试飞,钛材料又一次站在风口

钛合金狗眼 2024-12-29 14:39:54

近日有关“中国第六代战斗机成功首飞”的传闻成为外界关注的热门话题。如果从全球首款第五代战斗机——美国F-22于1997年首飞算起,至今已经过去了27年,如今多国都在开展第六代战斗机的研制工作。

六代战机作为现代航空技术发展的前沿成果,其对材料性能的要求极高。钛材以其优异的强度、重量比、抗腐蚀性等诸多卓越性能,成为六代战机机身、发动机等关键部位不可或缺的材料。

钛合金因密度小、比强度高、耐蚀、耐高温、无磁、可焊、使用温度范围宽(-269℃-600℃)等优异性能,且能够进行各种零件成形、焊接和机械加工,在航空领域很快得到广泛应用。20世纪50年代初,军机开始使用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾罩、减速板等受力较小的结构件。20世纪60年代,钛合金进一步应用到飞机襟翼滑轨、承力隔框、中翼盒形梁、起落架梁等主要受力结构件中。

以美国F14战机为例,钛合金占F14战斗机结构重量的26%,使用钛制成的组件包括机翼结构、起落架部件、尾部结构,以及小型紧固件、弹簧和液压管等。

军用飞机方面,国外先进战机用钛量占机体结构总质量的25%左右。美国F-35战机钛用量达27%,F-22战机钛用量高达41%,其机身主承力梁和框架采用钛合金整体锻造而成,创造了迄今为止战斗机钛用量的最高纪录。美国B1轰炸机和B2轰炸机钛合金用量分别为21%和26%。美国运输机用钛量也由早期服役的C5的6%增至C17的10.3%,俄罗斯伊尔76运输机用钛量更是达到了12%。

国内方面,军用歼击机从初始用钛量只有 2%的歼 8,逐渐增加至用钛量为 4%的歼 10,歼 11 用钛量增加到 15%,歼 20 用钛量达 20%。大型军用运输机运 20 的钛合金用量为 10%,与美国先进的 C-17 运输机的钛合金用量相当。民用飞机上,商用客机 ARJ21 的钛合金用量 4.8%,而 C919 大型客机广泛采用钛合金,其用钛量已达到 9.3%,主要用于机头、吊挂、尾翼、外和中央翼盒等。

六代战机作为现代航空技术发展的前沿成果,其对材料性能的要求极高。钛材以其优异的强度、重量比、抗腐蚀性等诸多卓越性能,成为六代战机机身、发动机等关键部位不可或缺的材料。

在试飞阶段,对于钛材各项性能的检验更为严格和精准,这不但有助于优化和改进钛材的生产工艺,且为钛材的广泛应用提供了绝佳的展示平台。回想歼-20是于2011年1月首飞成功,并于2019年10月正式列装。歼-20的试飞和列装带动了一批钛材生产和制造企业的发展。新一轮钛材起步就是以这个项目为起点,从2016到2022,带动了钛材八年黄金增长期,国内主要钛材生产企业各力冲刺航空、航天项目,并将生产技术和产品向民用领域转移,带动了全行业的高速快速发展。

预计在六代战机试飞后,国内钛材每年的使用量将在现有基础上实现可观的增长百分比。同时,新的市场需求将刺激更多资金涌入钛材行业,进一步促进钛材企业的规模扩大和产业升级。对于我国整体航空航天事业而言,六代战机试飞加持下钛材需求的增长是一个关键的发展机遇。这一协同发展模式将会进一步提升我国在全球航空航天领域的竞争力,为钛材料生产制造的技术和装备水平提升提供坚强动力,必将促使我国钛材制造水平和产量以及航空航天科技水平迈向一个更高的台阶。

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一个专注钛及钛合金材加工技术人员。