مواد جديدة من سبائك التيتانيوم تحفز صناعة الطيران

في عملية تطوير صناعة الطيران، يُظهر تجديد المواد تغييرات عالية السرعة، وتستمر المواد والطائرات في التطور. "جيل واحد من المواد، جيل واحد من الطائرات" هو تصوير حقيقي لتاريخ تطور الطيران العالمي. تعد المواد الجديدة أساسًا مهمًا لتكنولوجيا الطيران، ومع رفع مستوى الصناعات التقليدية وتطوير الصناعات ذات التقنية العالية كدليل، أصبحت صناعة الطيران أكثر المجالات المحتملة ديناميكية وتطويرًا. لتطوير وتطبيق سبائك التيتانيوم وغيرها من المواد الجديدة، أجرى المراسل مقابلة مؤخرا مع تساو تشونشياو، الأكاديمي في الأكاديمية الصينية للعلوم.

المراسل: الكمية المتزايدة من مواد سبائك التيتانيوم هي أساس تصنيع الطائرات، ولا يوجد إعداد مواد جديدة للتكنولوجيا المتطورة، ومن الصعب الوصول إلى تطوير صناعة الطيران إلى أحدث المستويات، مع تطور صناعة الطيران وتطورها الطلب على مواد الطيران الجديدة مقارنة بالتغيرات السابقة؟

Cao Chunxiao: مع تطور صناعة الطيران، أصبحت قوة المواد ومتطلبات الأداء مرتفعة بشكل متزايد. الآن يتم استخدام المزيد والمزيد من المواد المركبة وسبائك التيتانيوم في الطائرات والمحركات. على سبيل المثال، نادرًا ما كانت المواد المركبة تُستخدم في الطائرات في الثمانينيات، ولكنها تطورت بسرعة على مر السنين. وقد وصلت نسبة المواد المركبة في النسخة الأخيرة من طائرة بوينغ 787 إلى 50 في المائة، وبلغ إجمالي سبائك التيتانيوم 15 في المائة، محطمة بذلك الأرقام القياسية في مجال الطائرات المدنية. في السابق، كان استهلاك المواد المركبة لطائرة بوينج 777 حوالي 10% فقط، واستخدام سبائك التيتانيوم حوالي 8% فقط، وهو ما يتجاوز الخيال.

لقد تم تطوير التطبيقات على نطاق واسع من المركبات وسبائك التيتانيوم، وهناك سببان رئيسيان: أولا، تراكم الخبرة العملية في أبحاث المواد وتطبيقها، وأداء وموثوقية المواد يتحسن باستمرار؛ والثاني هو تراكم الخبرة العملية في أبحاث المواد وتطبيقها. والثاني هو أنه مع تطور تكنولوجيا التصنيع، أصبح سعر المادة نفسها أقل بكثير من ذي قبل. على وجه التحديد، سبائك التيتانيوم Ti-6AI-4V (TC4) المستخدمة في الماضي، وبينما نواصل استخدامها، قمنا بتطوير أنواع جديدة من سبائك التيتانيوم ذات قوة وأداء أعلى، وبعد العديد من بعد سنوات من الاختبار، بدأت العديد من أجزاء الطائرات في استخدام سبائك التيتانيوم الجديدة. على سبيل المثال، تستخدم طائرة بوينغ 777 درجات Ti1023 و21S وTi153 من سبائك التيتانيوم في نفس الوقت، وهي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام هذه الدرجات الثلاث من سبائك التيتانيوم في الطائرات المدنية. تستخدم معدات هبوط طائرات إيرباص A380 مطروقات سبائك التيتانيوم Ti1023 التي يبلغ وزنها 3.2 طن وطولها 4.2 متر، وهي حاليًا أكبر مطروقات سبائك التيتانيوم في العالم. تتمتع سبائك التيتانيوم بخصائص فريدة، لذا فإن آفاق تطبيقها أوسع. خذ القدرة المضادة للمدفعية كمثال، نظرًا لأن المادة المركبة من سبائك التيتانيوم للقدرة المضادة للمدفعية أفضل، فإن جرعة المواد المركبة للطائرات المقاتلة الأمريكية F-22 من 44.7% الأصلية إلى 24% الحالية ، زادت جرعة سبائك التيتانيوم إلى 41٪. استخدام سبائك التيتانيوم الطائرات أعلى من الطائرات المدنية، ولكن أيضا للنظر في تعزيز الفعالية القتالية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن سبيكة جديدة ذات صلابة عالية للكسر ومعدل تمدد منخفض للتعب لظهور سبائك التيتانيوم في الطائرات هي السبب الرئيسي لزيادة استخدام سبائك التيتانيوم.