大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于俄罗斯化工技术领先的问题,于是小编就整理了1个相关介绍俄罗斯化工技术领先的解答,让我们一起看看吧。
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的复合材料使用会达到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***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,密度任然较大,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。
综合商飞集团信息,C929复材使用率会达到与787、A380WXB同一的水平。具体的是机身筒件完全***用复合材料,机身壁板***用拼焊复材,机尾水平舵、中央翼板、襟翼***用复材,蒙皮使用铝合金与复材,龙骨与桁条***用增材制造的结构材料。
俄罗斯航空复合材料技术还凑合吧,毕竟造了那么多年、那么多类、那么好用的军用飞机了。
从研发角度讲,俄罗斯的航空材料研究院是该国高级科研机构,拥有雇员七百多人,下设十多个分支机构,每个分支机构下设五六个个研究室,主要的科研活动就是航空航天材料和基础原料的研究。
有了好的研究机构,航空复合材料才会不断发展。如果说前苏阶段有的研究院发展停滞不前了,但是1991年之后,情况有所好转,毕竟这些研究院要靠科研成果来吃饭了。 俄罗斯人也知道把复合材料引入军用飞机制造,能够通过减重提升燃油使用效率,加强飞机的能量管理。
还真是这样,军用飞机减重的大小就是由复合材料的力学特性和及结构强度决定的。 有数据显示,俄罗斯飞机上有30或40%左右的复合,这样一来百分之六十以上的机身就可能是复合材料,飞机的重量一下子就降下来了。
如果说我国在复合材料上不落后,但是在飞机建造上比较落后,铝合金一用好几十年,如果不是听说美俄有了复合材料,一定还在继续使用。与俄罗斯合作航空复合材料,相信C929不会吃亏,吃亏的事现在咱们干得少了,但是如果是面对大事,也不是说就不干了,吃亏吃福嘛。
图注:C929宽体客机模型,该机复合材料使用比例将超过50%,达到与空客A350WXB和波音787相当的水平
首先,根据目前C929大型客机的研制方之一俄罗斯联合航空制造集团透露出来的消息看,C929的复合材料使用情况是非常理想的,该集团总裁斯留萨里介绍,C929飞机的复合材料应用比例将超过50%,而我们知道,世界上目前复合材料应用水平达到这一标准的民航飞机仅有两型,且都是当今最新一代的大型民航飞机代表,一个是美国的波音787梦想客机,复合材料应用比例达到50%,另一个则是欧洲空中客车公司的A350WXB双发宽体远程客机,复合材料应用比例达到了52%,是目前世界上应用复合材料比例最大的民航飞机。
复合材料用多用少,是当今全球航空业衡量飞机先进性的一大指标,应用先进材料,对于减重和增加强度、耐腐蚀、简化维护都大有益处。大规模应用复合材料已经成为新一代民航客机的标志性划代技术,这就意味着C929要想在未来投入使用时与国际水平同步不落后,从“从无到有”到“并驾齐驱”,就得攻克这一难关!
此前在中国的网络上曾有一个错误认识广泛流传,认为苏联时期是以航空金属材料见长,所以苏联解体后,俄罗斯在航空复合材料领域水平很低,甚至还不如中国,论者还以俄罗斯在苏-35改进型战斗机和苏-57新一代战斗机上较少使用复合材料作为证据(苏-57的复合材料应用比例据称为13%,依然以俄罗斯擅长的钛铝合金材料使用为主)。但实际上这种看法是错误的。
从技术角度来看,我国航空复合材料起步发展较晚,先进材料产能受限,设计应用水平也存在一定薄弱环节,而俄罗斯虽然此前在航空材料上以钛合金等先进金属材料为重点并处于世界领先位置,但近些年随着俄罗斯航空工业的复苏和发展,加上俄罗斯在化工领域雄厚的底子,以俄罗斯航材院等为领军者和代表的俄罗斯航空复合材料业界水平迅速提高,达到了相当的水平。举例说明,中国商飞前两款飞机产品,其中ARJ21基本上仍是全金属飞机,C919上中国国产复合材料得到一定设计应用,但比例为12%;而反观俄罗斯,其与C919同级别的MS21新型民航客机,该机***用的复合材料重量占全机重量的40%,这一指标已经达到和超过了欧美同级别客机的水平,也远超C919,其机翼和其中最重要的承力部件之一翼盒,都***用复合材料制造,而且***用的不是目前流行的传统热压罐成型技术,而是更为先进的液体复合成型技术(树脂灌注和固化炉技术),足见俄罗斯在航空复合材料领域的雄厚功力。在2017年莫斯科航展上,俄罗斯甚至展出了该国首架全复合材料轻型运输机,ТВС-2ДТС双翼运输机,该机由俄罗斯西伯利亚航空研究院设计。所以未来C929的复合材料设计和应用,应是以俄罗斯方面为主,中国方面为辅,提供部分国产复合材料应用。
图注:俄罗斯MS-21客机与C919同级,但复合材料使用水平达到40%的比例,远高于C919的13%,体现出俄罗斯在航空复合材料领域的雄厚技术能力
由于C929的复合材料应用比例也将超过50%,我们预计其复合材料应用水平和应用的部分,应该能做到与波音787和A350WXB旗鼓相当。从具体来看,即客机的机身大部分分段结构由复合材料板件制成,机头也由复合材料整体***用热压罐成型,但机身框、龙骨梁分别***用铝合金和钛合金制造,还有少部分机身也***用航空铝材材料制造。机翼蒙皮、襟翼、中央翼包括中央翼盒等均可能***用复合材料制成,还有大量的舵面包括机尾水平和方向尾舵,也可能***用复合材料制成。
关于C929的复合材料应用情况,我们援引俄罗斯联合航空制造集团总裁斯柳萨里的说法:C929飞机的复合材料的比重将超过50%。相比之下,ARJ21仍以传统金属材料为主,而C919的复合材料占比为12%,相比之下C929取得了长足进步。2018年12月28日,C929项目复材前机身攻关全尺寸筒段总装下线,标志着C929新一阶段成果完结。
C929对标的机型是波音787和空客A350XWB。复合材料不像铝合金材料那样容易发生疲劳和腐蚀情况,密度也比铝合金小,而且还有高强度和易于设计的特点。波音787的复合材料所占质量比例高达50%。而空客A350XWB的复合材料占比更是高达52%,还有20%的铝-锂合金,7%的钢铁,铝7%,钛占14%。空客计划比竞争对手的飞机减少10%的维修成本和14%的每座净重。
C929此次下线的复材机身筒段长达15米,直径达6米,环向壁板分成4块,由纵缝拼接而成,单块最大壁板长约15米,弧长约6米,最大框弧长约6米。机身段结构由旅客观察窗、长桁、客货舱门框、壁板、框、客货舱地板等组成,框、壁板等零件尺寸大、整体化程度高。这也是我国首次***用全复合材料设计理念开展的宽体机身大部段研制工作,在集成壁板等零部件研制关键技术基础上,实践了大部件运输、装配及过程处置等技术,进一步提升了复合材料机身研制技术成熟度。
但是复合材料也并非完美之物,其寿命虽然较长,但是强度却会呈现出逐年下降状态,而且发生碰撞后不容易修复,高龄飞机更是有提前退役的可能。但是复合材料在大型喷气式客机的应用却是大势所趋,C929要想保持竞争力,同样要引入大量复合材料。
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