钛,江湖人称“空间金属”、“深海金属”,因其身手不凡,已经被航空航天航海等领域奉为上卿,前途不可限量。不过,在航空业混得风生水起的钛最近有点小郁闷。它竟然被原本很宠它的波音787发了“好人卡”,说暂时不能好好地做好朋友了。
当初波音野心可不小,推出787也是为了“重新定义”民航飞机。787一出世也的确惊艳了一把。它史无前例地高比例采用复合材料(50%),换了新引擎,比之前使用铝合金的机型飞得更远,油耗还要低20%。787对钛也不错,一架787净重24万磅(108吨),钛合金占15%。这个比例比波音其他飞机都要高。
不过,“大小姐”花销太大,原本“不差钱”的土豪波音也开始皱眉了。据说目前每卖出一架787,波音就要亏2300万美元。787项目也是个大窟窿,据推测波音已经至少在生产、加工和一次性支出上花掉了300亿美金。
吃不消的787开始打起材料的注意。一合计,发现使用的钛合金要比铝合金贵7倍以上,而整架飞机成本约2.6亿美元,钛合金的成本就占了1700万美元。
除了成本高之外,钛的采购质量与飞行质量比值太高,也让人望而却步。比如787上帮助机翼与机体连接的部件,需要采购40磅钛才能加工成1磅部件。
或许这个问题比之钛合金的高成本更致命。曾经有数据显示,战斗机上铝合金原材料的成本占总成本的1%。如果将铝合金换成钛合金,原材料成本占3.5%。即使钛合金成本下降一半,飞机总成本也不过下降1%。所以真正决定成本的不是原材料成本,而是生产加工成本。
那么波音开始考虑要不要用这么多钛呢?其实其他材料也是蛮好的嘛。所以,波音准备把787上的座椅滑轨、驾驶舱窗户框架替换成铝;将部分门框用改用复合材料。
做出这样的举动,老对手可能也给推了一把。波音推出了787,空客就有A350,这也是一架大规模使用碳纤维复合材、钛合金等等的客机。此外,空客还推出了A350的低成本版——A330neo。它就是在之前的铝合金设计上的升级,并更换了燃效更好的引擎。与787相比,A330neo有成本优势。一架787-9和787-10造价分别为2.57亿和2.98亿,而A300-800neo和A300-900neo则是2.42亿和2.76亿,要少好几千万美金。
不过,钛也不是你想“分手”就能“分手”的。钢先天不足,比钛要重65%,要坐它的位子也坐不了。铝在轻质方面倒是棋逢对手,但是强度比不上钛。而且它还有短板,与碳纤维复合材不和:与之接触容易腐蚀。还有,钛很稳重:热膨胀系数较小,遇上大温度范围变化,其长度变化很小。
由此看来,波音最终可能节省不了太多的钛,但是别无选择。波音与钛合金的这次风波,再次验证了材料的应用是性能和成本的博弈。成本高,没有哪家企业可以说“无所谓”。
责任编辑:王元
《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
投稿联系:编辑部
电话:010-82387968
邮箱:ecorr_org@163.com
中国腐蚀与防护网官方 QQ群:140808414
官方微信
《中国腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
- 投稿联系:编辑部
- 电话:010-62313558-806
- 邮箱:fsfhzy666@163.com
- 中国腐蚀与防护网官方QQ群:140808414