2023年5月28日上午10:32，由國產(chǎn)大飛機(jī)C919執(zhí)飛的中國東方航空MU9191航班從上海虹橋機(jī)場起飛，2個小時后，于12:31在北京首都機(jī)場平穩(wěn)降落，穿過象征民航最高禮儀的“水門”，順利完成這一機(jī)型全球首次商業(yè)載客飛行。當(dāng)天，近130名首航旅客“搶鮮”感受了C919帶來的空中之旅。該航班標(biāo)志著C919的“研發(fā)、制造、取證、投運(yùn)”全面貫通，中國民航商業(yè)運(yùn)營國產(chǎn)大飛機(jī)正式“起步”，中國大飛機(jī)的“空中體驗(yàn)”正式走進(jìn)廣大消費(fèi)者。
新材料，或許是C919最大放異彩的地方。一直以來，航空發(fā)展就流傳著“一代飛機(jī)，一代材料”的說法，形象地概括了采用高性能新材料與提高飛機(jī)性能之間的密切聯(lián)系。一份研報顯示，C919所使用的主要材料中，鋁合金占比達(dá)到65%，鈦合金占比9.3%，超高強(qiáng)度鋼占比6.9%，復(fù)合材料占比11.5%。在中國武術(shù)界，有著“內(nèi)練一身氣，外練筋骨皮”的說法。C919大型客機(jī)的研發(fā)，也詮釋了這一思想。它的結(jié)構(gòu)設(shè)計完全由中國商飛自主完成，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造全國產(chǎn)化。在機(jī)體主結(jié)構(gòu)上，設(shè)計人員大量使用了世界先進(jìn)的第三代鋁鋰合金材料，這在國內(nèi)尚屬首次，大大帶動了國內(nèi)航空材料和制造的發(fā)展。鋁鋰合金具有密度低、強(qiáng)度高且損傷容限性優(yōu)良等特點(diǎn)，用它替代常規(guī)鋁合金材料，能夠使飛機(jī)構(gòu)件的密度降低3%，重量減少10%-15%，剛度提高 15%-20%，因此被認(rèn)為是新一代飛機(jī)較為理想的結(jié)構(gòu)材料。C919大型客機(jī)是國內(nèi)首個使用T800級高強(qiáng)碳纖維復(fù)合材料的民機(jī)型號。相比T300級材料，T800級材料強(qiáng)度、模量更高，韌性更強(qiáng)，具備更好的抗沖擊性，C919上受力較大的部件，如后機(jī)身和平垂尾等都使用了T800級碳纖維復(fù)合材料。
T300屬于第一代民機(jī)復(fù)合材料，其樹脂基體為未增韌的脆性環(huán)氧樹脂基體，增強(qiáng)纖維為T300碳纖維，其拉伸強(qiáng)度約為3.5GPa，拉伸模量約為230GPa。T300呈現(xiàn)脆性材料性能特征，對沖擊載荷引起的分層損傷比較敏感，因此只能用于受力不大的次承力結(jié)構(gòu)。C919上使用的T800材料采用增韌環(huán)氧樹脂基體，增強(qiáng)纖維為T800碳纖維，拉伸強(qiáng)度和拉伸模量較T300提高50%左右，也是目前國際上民機(jī)主承力結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛的復(fù)合材料。
相比碳纖維復(fù)合材料，玻璃纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能稍低，但由于碳纖維介電常數(shù)較高，會影響雷達(dá)工作，C919大型客機(jī)的雷達(dá)罩使用了玻璃纖維復(fù)合材料。
另外一些受力較小的部件，如襟翼也使用了玻璃纖維復(fù)合材料。因?yàn)椴ＡЮw維復(fù)合材料成本比碳纖維復(fù)合材料低，在受力較小的部件上應(yīng)用，既可以達(dá)到設(shè)計要求，又可以降低制造成本。
C919大型客機(jī)艙門和客貨艙地板使用了芳綸蜂窩材料，這是一種采用酚醛樹脂浸漬的芳綸紙制成的輕質(zhì)高強(qiáng)非金屬仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢設(shè)計，具有穩(wěn)定、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)和很高的比強(qiáng)度，與泡沫芯材相比，它具有更高的剪切強(qiáng)度，與金屬蜂窩相比，它更加耐腐蝕。
同時，芳綸蜂窩材料還具有高韌性、良好的抗疲勞性能和防火性能，是一種比較理想的民機(jī)復(fù)合材料。
航空發(fā)動機(jī)作為“航空之花”，可以說是航空技術(shù)和工業(yè)積累的完整體驗(yàn)。C919的發(fā)動機(jī)為LEAP-X1C發(fā)動機(jī)。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復(fù)合材料渦輪部件。 芳砜綸簡稱PSA纖維，由聚砜酰胺組成。其主要特點(diǎn)是優(yōu)良的電絕緣性和耐熱性,此外，阻燃性高,極限氧指數(shù)超過30%，耐化學(xué)穩(wěn)定性好,除了幾種極性很強(qiáng)的溶劑和濃硫酸之外，在常溫下對化學(xué)品均具有良好的穩(wěn)定性。芳砜綸不僅可以制作多種耐高溫濾材和高溫高壓電器中的絕緣材料,而且還可加工成運(yùn)輸工具中的高級阻燃織物等。據(jù)悉，C919機(jī)艙內(nèi)部將首次啟用芳砜綸纖維制作椅罩、門簾，將使得飛機(jī)減重30公斤以上，每架飛機(jī)能夠節(jié)省超萬元成本。
其實(shí)飛機(jī)輪胎所使用的材料與汽車輪胎基本相同，主要區(qū)別則來自飛機(jī)輪胎采用了更高強(qiáng)度的橡膠化合物，以至于飛機(jī)輪胎能被充氣到200磅/平方英寸的氣壓，這相當(dāng)于汽車輪胎氣壓的6倍，C919使用的就是來自米其林的Air X子午線輪胎。作為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”的大飛機(jī)項目，是一個國家科技水平、制造能力、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和綜合國力的集中體現(xiàn)，是衡量一國制造業(yè)先進(jìn)水平的制高點(diǎn)。
發(fā)展大飛機(jī)，不但能夠帶動新材料、現(xiàn)代制造等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的群體突破，還將帶動流體力學(xué)、固體力學(xué)等諸多基礎(chǔ)學(xué)科的重大進(jìn)展，將會全面地、大幅度地提高我國科技水平。
不少航空業(yè)內(nèi)人士均表示，隨著國內(nèi)航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提升，大飛機(jī)的國產(chǎn)化水平將持續(xù)提升，大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈帶動制造業(yè)水平整體向高端化奮進(jìn)，其高附加值的特性會慢慢展現(xiàn)。圍繞C919的商用及量產(chǎn)，大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈整體孕育萬億元空間。
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