29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
2007 年 2 月 26 日 , 温家宝总理主持召开国 务院常务会议 ,原则批准大型飞机研制重大科技 专项正式立项 ,引起了国内外的高度关注 。 一百多年来 ,材料与飞机一直在相互推动下 不断发展 。 “一代材料 , 一代飞机” 正是世界航空 发展史的一个真实写照 。飞机机体材料结构在大 体上经历了 4 个阶段的发展后 , 正跨入第 5 阶 段 [ 122 ] ,见表 1 。 显然 ,大型飞机在机体材料上的变化正反映 了这一趋势 ,并在选材等方面充分体现了 “一代材 料技术 ,一代大型飞机” 这一辩证的互动关系 。 作为借鉴 ,本文首先归纳分析了欧美新一代 大型飞机的材料技术特色 , 然后在此基础上结合 中国具体情况提出一些关于中国大型飞机选材原
收稿日期 :2007211215 ; 修订日期 :2007212220 通讯作者 : 曹春晓 E2mail :chunxiao . cao @biam. ac. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320701206
一代材料技术 , 一代大型飞机
曹春晓1 ,2
(1. 北京航空材料研究院 , 北京 100095) ( 2. 南昌航空大学 材料科学与工程 学院 , 江西 南昌 330063)
One Generation of Material Technology , One Generation of Large Aircraf t
Cao Chunxiao 1 ,2
( 1. Beijing Instit ute of Aeronautical Materials , Beijing 100095 , China)
(2. School of Material Science and Engineering , Nanchang Hangko ng U niversity , Nanchang 330063 , China)
摘 : 介绍了用于大型飞机的新材料的发展现状和趋势 。当前 ,欧美大型飞机机体的材料结构正从以铝合金 要 为主过渡至以复合材料为主 ,50 %复合材料用量是未来飞机的起点 。新一代大型飞机的材料技术特色首先是复 合材料和钛合金用量创历史新高 ,以大幅度减轻飞机结构重量和降低燃油消耗 ; 其次反映于一些具有新意的材 料技术的成功推出 ,其中包括复合材料整体机身段 、 全钛发动机挂架 、 纤维金属层板 、 3 代铝锂合金 、 第 新型高强 铝合金 7085 、 新型高强高韧钛合金 Ti255531 等 。最后 ,对中国刚立项研制的大型飞机的选材原则提出了建议 。 关键词 : 大型飞机 ; 客机 ; 运输机 ; 材料 ; 复合材料 ; 钛合金 ; 铝合金 中图分类号 : V25 文献标识码 : A
Key words : large aircraft ; airliner ; t ransport aircraft ; material ; co mpo sites ; titanium alloy ; aluminum alloy
Abstract : The p resent develop ment and tendency of new materials used in large aircraft are int roduced. The
f ul int roduction of innovative materials , including integrated compo site f uselage sectio n , all2titanium engine p y2 lon , fiber2reinfo rced metal laminate , t hird generation Al2Li alloy , new high2st rengt h aluminum alloy 7085 and p rinciple of material selectio n for t he newly launched Natio nal Large Aircraft Research Program. new high2st rengt h and high2toughness titanium alloy Ti255531 , etc. In t he end , suggestions are made to t he
f uel co nsumption significantly. The new generation aircraft material technology is also feat ured by t he success2
p rimary st ruct ural materials used fo r current American and European large airf rames are undergoing a t ransi2 tion f ro m aluminum alloys to advanced compo sites , and 50 % of compo sites seems to be a starting point fo r f u2 t ure aircraft . The material technology for new generatio n large aircraft will be characterized p rimarily by t he reco rd2high application of compo site materials and titanium alloys , in order to reduce t he st ruct ural weight and
则的建议 。
表1 飞机各发展阶段机体材料的变化
Table 1 Change of airframe material application at diffe rent aircraft development stages
年代
1903～20 世纪 10 年代
发展阶段 第 1 阶段 第 2 阶段 第 3 阶段
20 世纪 20 年代～40 年代 20 世纪 50 年代～70 年代
Vol1 29 No1 3 May 2008
特邀
机体材料 木、 布 铝、 钢
铝、 、 钛 钢
第 4 阶段 20 世纪 80 年代～21 世纪初 第 5 阶段
21 世纪初～
铝、 、 、 钛 钢 复合材料 ( 铝为主) 复合材料 、 、 、 铝 钛 钢 ( 复合材料为主)
1 欧美新一代大型飞机的材料技术特色
11 1 复合材料和钛合金的用量创历史新高[ 229]
由图 1 可知 ,从波音 787 开始 ,50 %用量的复
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航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
2007 年 2 月 26 日 , 温家宝总理主持召开国 务院常务会议 ,原则批准大型飞机研制重大科技 专项正式立项 ,引起了国内外的高度关注 。 一百多年来 ,材料与飞机一直在相互推动下 不断发展 。 “一代材料 , 一代飞机” 正是世界航空 发展史的一个真实写照 。飞机机体材料结构在大 体上经历了 4 个阶段的发展后 , 正跨入第 5 阶 段 [ 122 ] ,见表 1 。 显然 ,大型飞机在机体材料上的变化正反映 了这一趋势 ,并在选材等方面充分体现了 “一代材 料技术 ,一代大型飞机” 这一辩证的互动关系 。 作为借鉴 ,本文首先归纳分析了欧美新一代 大型飞机的材料技术特色 , 然后在此基础上结合 中国具体情况提出一些关于中国大型飞机选材原
收稿日期 :2007211215 ; 修订日期 :2007212220 通讯作者 : 曹春晓 E2mail :chunxiao . cao @biam. ac. cn
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320701206
一代材料技术 , 一代大型飞机
曹春晓1 ,2
(1. 北京航空材料研究院 , 北京 100095) ( 2. 南昌航空大学 材料科学与工程 学院 , 江西 南昌 330063)
One Generation of Material Technology , One Generation of Large Aircraf t
Cao Chunxiao 1 ,2
( 1. Beijing Instit ute of Aeronautical Materials , Beijing 100095 , China)
(2. School of Material Science and Engineering , Nanchang Hangko ng U niversity , Nanchang 330063 , China)
摘 : 介绍了用于大型飞机的新材料的发展现状和趋势 。当前 ,欧美大型飞机机体的材料结构正从以铝合金 要 为主过渡至以复合材料为主 ,50 %复合材料用量是未来飞机的起点 。新一代大型飞机的材料技术特色首先是复 合材料和钛合金用量创历史新高 ,以大幅度减轻飞机结构重量和降低燃油消耗 ; 其次反映于一些具有新意的材 料技术的成功推出 ,其中包括复合材料整体机身段 、 全钛发动机挂架 、 纤维金属层板 、 3 代铝锂合金 、 第 新型高强 铝合金 7085 、 新型高强高韧钛合金 Ti255531 等 。最后 ,对中国刚立项研制的大型飞机的选材原则提出了建议 。 关键词 : 大型飞机 ; 客机 ; 运输机 ; 材料 ; 复合材料 ; 钛合金 ; 铝合金 中图分类号 : V25 文献标识码 : A
Key words : large aircraft ; airliner ; t ransport aircraft ; material ; co mpo sites ; titanium alloy ; aluminum alloy
Abstract : The p resent develop ment and tendency of new materials used in large aircraft are int roduced. The
f ul int roduction of innovative materials , including integrated compo site f uselage sectio n , all2titanium engine p y2 lon , fiber2reinfo rced metal laminate , t hird generation Al2Li alloy , new high2st rengt h aluminum alloy 7085 and p rinciple of material selectio n for t he newly launched Natio nal Large Aircraft Research Program. new high2st rengt h and high2toughness titanium alloy Ti255531 , etc. In t he end , suggestions are made to t he
f uel co nsumption significantly. The new generation aircraft material technology is also feat ured by t he success2
p rimary st ruct ural materials used fo r current American and European large airf rames are undergoing a t ransi2 tion f ro m aluminum alloys to advanced compo sites , and 50 % of compo sites seems to be a starting point fo r f u2 t ure aircraft . The material technology for new generatio n large aircraft will be characterized p rimarily by t he reco rd2high application of compo site materials and titanium alloys , in order to reduce t he st ruct ural weight and
则的建议 。
表1 飞机各发展阶段机体材料的变化
Table 1 Change of airframe material application at diffe rent aircraft development stages
年代
1903～20 世纪 10 年代
发展阶段 第 1 阶段 第 2 阶段 第 3 阶段
20 世纪 20 年代～40 年代 20 世纪 50 年代～70 年代
Vol1 29 No1 3 May 2008
特邀
机体材料 木、 布 铝、 钢
铝、 、 钛 钢
第 4 阶段 20 世纪 80 年代～21 世纪初 第 5 阶段
21 世纪初～
铝、 、 、 钛 钢 复合材料 ( 铝为主) 复合材料 、 、 、 铝 钛 钢 ( 复合材料为主)
1 欧美新一代大型飞机的材料技术特色
11 1 复合材料和钛合金的用量创历史新高[ 229]
由图 1 可知 ,从波音 787 开始 ,50 %用量的复
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