航空界有這么一句話:“飛機重量每減輕1磅,飛行高度會增加1英尺?!庇纱丝梢姡瑴p輕重量對于提高飛機性能非常重要。
如何減輕飛機重量?這離不開一種材料——鈦合金。
在講鈦合金之前,我們先了解一下鈦。鈦是一種物理性能優(yōu)良、化學性能穩(wěn)定的金屬材料,在地殼中含量較豐富,遠高于銅、鋅、錫等常見金屬,大量埋藏于巖石和砂石中。鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦合金具有強度大、重量輕、耐熱性強等方面優(yōu)點,在飛機制造中使用它不僅可以延長飛機使用壽命,還可以減輕自身重量,大大提高飛機飛行性能。
有檢測數(shù)據(jù)顯示,鈦合金的強度是鋁合金的1.3倍、鎂合金的1.6倍、不銹鋼的3.5倍,其優(yōu)異的熱強度適合航空航天制造,可在450℃至500℃的溫度下長期工作。此外,鈦合金既能耐高溫也能耐低溫,在-253℃下還能保持一定的塑性。
飛機越先進,使用的鈦越多。美國SR-71高空高速偵察機,鈦占飛機結構重量的93%,號稱“全鈦”飛機。要知道,飛機每減輕重量10%,可節(jié)省燃料4%。
目前世界上生產(chǎn)的鈦及鈦合金,大多用于航空航天工業(yè)。鈦合金主要用于飛機及發(fā)動機的制造,如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、發(fā)動機罩、排氣裝置等部件,以及飛機的大梁隔框等結構框架件。航天器利用鈦合金的高強度、耐腐蝕和耐低溫性能,制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。在人造衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機上,則使用鈦合金板材焊接件。可以預見,隨著航空航天工業(yè)技術的發(fā)展,鈦合金的未來發(fā)展前景廣闊,科學家們會加大對鈦合金的研究和使用,打造出更多先進的裝備。