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大飛機(jī)批量制造將促進(jìn)民機(jī)鋁材需求快速增長

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來自: 羅超 發(fā)布于: 2015-11-28 15:19:11

通常,我們把擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新支線民航客機(jī)ARJ21-700與C919干線客機(jī)稱為國產(chǎn)“大飛機(jī)”。ARJ21-700于2007年12月21日在上海飛機(jī)制造廠下線,命名“翔鳳”,其基本型為單通道機(jī)艙,每排5座,一側(cè)為3排座,另一則兩排座,其舒適程度比一般支線飛機(jī)的高很多,因?yàn)樽槐菳737飛機(jī)的寬12.7mm,是當(dāng)今支線飛機(jī)中客艙最寬敞的之一。2008年11月28日首飛成功,它的英文名稱“AdvancedRegionalJetFor21stCentury”(先進(jìn)的21世紀(jì)噴氣支線客機(jī)),承載著中國民用客機(jī)制造業(yè)的希望,從英文的字面意思可以看出,它寄托著國內(nèi)民用客機(jī)制造者的歷史使命,是中國夢這顆參天大樹上的一葉。支線客機(jī)是指100座以下的小型客機(jī)。而更嚴(yán)格地說,只有C919才算得上大飛機(jī),同時(shí)它還是大飛機(jī)家族中的小兄弟。
  
  中國C919大飛機(jī)的命名更是寓意深刻,“C”是China(中國)的首個(gè)字母,也是中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司英文縮寫COMAC的頭一個(gè)字母,同時(shí)還寓意該公司欲與歐洲Airbus(空中客車公司)、美國波音飛機(jī)公司(Boeing)在國際大型客機(jī)市場上試比高,形成ABC三足鼎立之勢。第一個(gè)“9”寓意天長地久,“19”代表中國首款大型客機(jī)最大載客量為190座,以后的型號(hào)可能命名為“C929”,其中“29”代表這一機(jī)型的最大載客量為290座。2014年年底ARJ21-700通過中國民航局適航審定,航空公司投入支線航線商業(yè)運(yùn)營。
  
  中國自主研制的C919大型客機(jī)2015年11月2日在上海中國商飛公司下線,2008年開始研制,歷時(shí)7年,計(jì)劃2016年首飛。它的主要技術(shù)參數(shù):基本型混合級(jí)布局158座,總長38.9m,高11.95m,翼展35.8m,標(biāo)準(zhǔn)航程4075km,可從北京直飛新加坡,勝任國內(nèi)所有城市往返。與波音B737飛機(jī)相比,具有更安全、更輕巧、更大功率、更快、更舒適的優(yōu)點(diǎn)。
  
  C919的機(jī)頭、前機(jī)身、中央翼、中后機(jī)身等九大部段都由中航工業(yè)集團(tuán)等國內(nèi)航空工業(yè)企業(yè)制造。飛行控制系統(tǒng)、機(jī)輪剎車系統(tǒng)、輔力動(dòng)力裝置和導(dǎo)航系統(tǒng)等由霍尼韋爾公司提供。
  
  大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)由美國通用電氣公司(GE)和法國賽峰集團(tuán)合作研制,比現(xiàn)役空客A320及波音B737飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)都要大,更有勁,而油耗卻比它們的大大降低,使用成本比它們約低10%,碳排放量降低50%。
  
  C919采用中國自主研發(fā)的超臨界機(jī)翼,提速省油,其聲阻比、導(dǎo)航特性、失速特性等幾項(xiàng)重要指標(biāo)均優(yōu)于國外同類機(jī)型的,速度也比它們的快。大飛機(jī)客艙增設(shè)了減震系統(tǒng),可以緩沖顛簸,客艙內(nèi)壁設(shè)有單獨(dú)通風(fēng)口,能更好地調(diào)解機(jī)艙內(nèi)的氣壓變化;艙內(nèi)的中間位置坐椅比國際航空標(biāo)準(zhǔn)椅寬12.7mm(0.5英寸),因而乘客感覺更舒適。
  
  鋁材在大飛機(jī)上的應(yīng)用
  
  1.ARJ21-700支線客機(jī)的選材
  
  ARJ21飛機(jī)的選材以鋁合金為主,鋁制零部件的質(zhì)量占飛機(jī)凈質(zhì)量的75%,結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼的占10%,復(fù)合材料的占8%,鈦合金的占2%,其他材料的占5%。ARJ21飛機(jī)用的鋁合金大體上波音與B777飛機(jī)的相同,選用綜合性能優(yōu)秀的第四代高強(qiáng)耐損傷鋁合金制造主體結(jié)構(gòu)件;機(jī)翼下壁板選用高損傷容限型的2524-T3鋁合金板與2324-T39合金板;上翼上壁板用的是7150-T7751、7055-T7751合金預(yù)拉伸厚板,它們有高的強(qiáng)度和抗蝕性;機(jī)翼梁、機(jī)身桁條、機(jī)身框架、隔框、機(jī)翼上桁條、翼肋和翼梁等是用7150合金擠壓材等制造的;7075、7050、2024等合金材料也有所應(yīng)用,但用量不多。
  
  96%以上的鋁合金零部件都是用熱處理可強(qiáng)化的2xxx及7xxx系合金制造的,僅有個(gè)別零件是用5052合金制造的。鋁-鋰合金在ARJ21-700飛機(jī)制造中沒有獲得應(yīng)用。
  
  2.C919大客機(jī)的選材
  
  在選用鋁材上,既選用了大量的傳統(tǒng)鋁合金,如7075-T62、7075-T73、7050-T7451、7050-T73511、7050-T77511、7050-T7351、7050-T7452、7150-T77511、7075-T6、7055-T7751、7055-T76511、7085-T7651、7085-T7452,2024-T42、2524-T3、2024-T3511、2054HDT-T351、2026-T3511等;還選用了一定數(shù)量的第三代鋁-鋰合金:2198-T8、Al-Li-S4-T8、2096-T8511、2099-T83等,但是7xxx系合金用得最多。
  
  C919的前機(jī)身、中機(jī)身、中后機(jī)身、機(jī)頭與機(jī)翼的結(jié)構(gòu)件則幾乎全是用鋁材制造的,而發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛、垂尾、平尾、后機(jī)身前段、后壓力框、后機(jī)身后段、中央翼等則是用復(fù)合材料或鈦合金鍛件制造的。用鋁合金制造的C919零部件(見表1)。
  
  除上述部段的主要零部件是用當(dāng)今的高性能的傳統(tǒng)2xxx系與7xxx系合金制造的,一些重要的結(jié)構(gòu)是用第三代鋁-鋰合金制造的外,一些次要的零部件與功能零件則是用其他鋁合金制造的,如空調(diào)系統(tǒng)、油路管道、行李架、食品架、衛(wèi)生間設(shè)施等等。因此,C919的鋁制工作總質(zhì)量占飛機(jī)總凈質(zhì)量的65%。

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