大飛機(jī)制造是一個國家綜合實力和工業(yè)科技能力的體現(xiàn),而航空材料則在其中扮演著舉足輕重的作用。
《民航發(fā)展“十三五”規(guī)劃》預(yù)測,“十三五”期間民航領(lǐng)域主要發(fā)展指標(biāo)較“十二五”期間將繼續(xù)保持兩位數(shù)增長,國內(nèi)國際航線數(shù)量也將大幅增長,這為新材料的研發(fā)與應(yīng)用提供了廣闊的市場空間。但是,相關(guān)專家在接受采訪時表示,我國新材料的研發(fā)與應(yīng)用與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的差距,新材料研發(fā)亟待提速。
項目下馬導(dǎo)致多項研發(fā)停滯
早在70年代,我國就開始試制大飛機(jī),且在新材料方面有諸多突破。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,運10飛機(jī)本體原材料,包括所有的高強(qiáng)度鋼材、鋁合金板材、型材、大型鍛件、起落架100%國產(chǎn)化,機(jī)載附件95%國產(chǎn)化。運10比歐洲空客起步晚兩年,成功試飛后,成為美、蘇、歐之后世界第四個掌握大型飛機(jī)設(shè)計制造的國家。當(dāng)時外電評論說,中國航空業(yè)與國外大約30年的差距一下子縮短了15年。
“我國新材料在民用航空的用量占結(jié)構(gòu)重量的20%—35%。”中研普華研究員周德彬告訴記者,民用航空新材料在飛機(jī)上已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。目前航空新材料主要包括陶瓷基復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料和金屬基復(fù)合材料等,在飛機(jī)多個零部件制造上都有應(yīng)用。
40多年前生產(chǎn)的運10研制采用了近百項新材料及100多項新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝,突破了前蘇聯(lián)的設(shè)計規(guī)范,是我國第一次參照美國適航條例FAR-25標(biāo)準(zhǔn)研制的飛機(jī)。
令人遺憾的是,運10的研制最終下馬。而更加可惜的是,據(jù)運10總體設(shè)計參與者、ARJ21飛機(jī)副總設(shè)計師周濟(jì)證實,當(dāng)年運10用的機(jī)體材料,幾十年之后的現(xiàn)在反倒搞不出來了。
參與運10研制的原上海飛機(jī)制造廠車間主任、上海核工程研究設(shè)計院黨委副書記任治侯此前在接受記者采訪時表示,為運10飛機(jī)研制的三釘(虎克鉚釘、環(huán)槽鉚釘,抽芯鉚釘),高強(qiáng)度螺栓,超高壓無擴(kuò)口液壓接頭,當(dāng)時已達(dá)美國標(biāo)準(zhǔn),可惜的是鉚釘生產(chǎn)線現(xiàn)已沒有,我國支線飛機(jī)及C919飛機(jī)的鉚釘依靠進(jìn)口。超高壓無擴(kuò)口液壓接頭現(xiàn)已用在了我國新型戰(zhàn)機(jī),海軍、深潛等領(lǐng)域,先進(jìn)程度已達(dá)到或超過美國。他說,由于“運10”的夭折,航空工業(yè)的金屬材料、非金屬材料、加工工藝的研制處于停滯狀態(tài)。
多種新材料與國外仍有較大差距
業(yè)內(nèi)專家告訴記者,我國自上世紀(jì)80年代起將復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研究列入重點發(fā)展領(lǐng)域。復(fù)合材料制造的構(gòu)件已在多種型號飛機(jī)上使用, 帶整體油箱復(fù)合材料機(jī)翼等主承力結(jié)構(gòu)已裝機(jī)試飛成功。但我國發(fā)展復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)達(dá)國家相比仍有很大差距,國外一些民用飛機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用比例甚至超過整個機(jī)體材料的50%。
周德彬告訴記者,我國新材料飛機(jī)制造領(lǐng)域遇到的瓶頸是發(fā)展時間尚短及管理滯后。如何讓研究成果從實驗室“走出來”,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是下一步發(fā)展的重點。
相關(guān)業(yè)內(nèi)專家告訴記者,新材料的誕生造就了新一代飛機(jī)制造,更高性能的飛機(jī)又促進(jìn)新材料研發(fā)與應(yīng)用。例如在新型飛機(jī)設(shè)計制造中,采用新型鋁鋰合金可使之前飛機(jī)鋁合金零部件質(zhì)量減輕14%至30%,已成為新一代航空器的關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)材料。
航空鋁合金新的焦點是先進(jìn)鋁鋰合金的研發(fā)與應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計,美國鋁業(yè)公司是全球鋁鋰合金產(chǎn)能、產(chǎn)量最大的生產(chǎn)企業(yè),約占全球的55%,俄羅斯聯(lián)合鋁業(yè)公司約占25%,其他企業(yè)合計約占20%。目前,全球主要有7個工廠能生產(chǎn)鋁鋰合金軋制材,11個工廠能生產(chǎn)鋁鋰合金擠壓材,9個工廠可鍛制鋁鋰合金自由鍛件與模鍛件,其中包括我國的西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者,盡管我國已基本掌握了新型航空鋁鋰合金的熔煉技術(shù),但在鋁鋰合金基礎(chǔ)研究與合金生產(chǎn)實踐方面,與美國、俄羅斯等該領(lǐng)域發(fā)達(dá)國家仍存在20—30年的較大差距。他認(rèn)為,我們的創(chuàng)新能力與技術(shù)開發(fā)能力較為薄弱。同時能大幅度提升航空制造水平的關(guān)鍵性材料生產(chǎn)能力小,例如新型航空鋁鋰合金在當(dāng)前僅有西南鋁能夠生產(chǎn),年產(chǎn)量還很少,所以我國航空新材料研發(fā)亟待提速。

圖片來源:找項目網(wǎng)