时间：2017-12-13 09:29来源：看航空 作者：中国航空
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对于搞飞机的人来说，尤其是搞飞机总体的人来说，经常说一代飞机一代材料。搞材料的人则经常说一代材料一代飞机。这两种说法有不同的出发点，但不管怎么说，我们都不难看出材料在飞机发展过程中所起的特殊作用。
 —— C919大型客机副总设计师 章骏
C919是如何选材的
从飞机结构材料的发展来说，以金属材料为代表的飞机，到波音777的时候，我个人认为是发展到了一个顶峰。近年来，复合材料开始兴起，它在解决飞机结构轻质化和长寿命问题上有一定优势。
 —— 章骏 中国商飞上飞院 供图
C919应该选用哪些材料？相关专家为此进行了多次论证，提出了不同方案。“前期论证时，有一个方案是整机使用大约20%的复合材料，涵盖中央翼和机翼。随着型号研制工作的深入，在综合考虑各方面情况之后，最终确定使用11.5%的复合材料，主要集中在机翼上的活动面，如襟翼、副翼、后机身、平尾和垂尾等。这11.5%的复合材料当中，主要选择了三大类：T800级碳纤维复合材料、T300级碳纤维复合材料以及玻璃纤维复合材料。我们常说的先进复合材料特指T800级复合材料。在C919大型客机之前，中国航空制造业从未在批产型号中使用过这类材料。”
复合材料既然具有明显的优点，为什么要降低使用率呢？对此，章骏解释说：“复合材料确实是一个很不错的实现飞机结构减重的路径，但并不代表复合材料可以完全替代金属材料实现飞机结构轻量化的目标，用什么材料仅仅是手段，最关键的是要实现飞机结构轻量化这一核心目标。通过对金属材料的纯化和改进，或者发展新型合金也能实现同样的减重目标。”
 “另外，相比金属材料，复合材料制造工艺更为复杂，更加难以控制，装备体系和适航审定方法都要重新建立，成本巨大，周期漫长，需要较长时间的积累和投入。从我国的实际情况出发，复合材料应用应该一步一步来做。”
“2009年前后，铝锂合金进入我们的视野。简单来说，铝锂合金的优势在于添加了锂元素之后，在材料总体性能提高的同时，密度降低了，因此能有效实现结构减重这一目标。目前，C919使用的铝锂合金主要包括两大类三个牌号，一类是薄板，主要用来制造飞机蒙皮，还有一类叫做型材，主要用来制造长桁和地板支撑结构件。”
在飞机材料的选择上，中国商飞公司坚持两条腿走路，在充分运用复合材料的基础上又加入铝锂合金这一新材料，这一做法得到专家评审组的高度肯定。专家组认为，新材料的使用既实现了减重收益，又确保风险可控，走出了国内民机材料应用的一条新路子。
从规范和标准做起
如果把飞机设计研发的全过程比作一个金字塔，那么材料设计在整个环节中，尤其是结构强度设计环节中就处于第一层或第二层的基础位置。材料设计要通过大量的基础性研发试验，为整个结构设计和强度校核给出许用值。
“在C919研发过程中，我们遇到了很大的挑战。以前，我们在材料方面缺乏一套规范的体系，通过C919这个型号，我们探索建立了自己的材料规范体系。该体系得到国内外主流材料供应商的支持、配合和认同。”章骏如是说。
 中国商飞上飞院 供图
说起来简单，实际上，这样一套完整规范的建立需要大量的试验验证来支撑。在章骏看来，材料试验非常琐碎，但要求却十分严格。举个例子，光第一期的复合材料许用值工作就涉及21000多项试验件的制造和试验。每个试验件尺寸的测试值超过20处，可以想象制造的精细程度有多高，试验件检测的工作量有多大。而这仅仅是许用值工作的起步阶段，后续还有更大的工作量。
供应商产品制造过程控制是另外一项庞大而复杂的工作。目前，材料与标准件专业共有国内外供应商100多家。“在材料供应商管控上，我们采用的模式是多元化，充分竞争，尽可能杜绝唯一供应商，引入充分竞争，一个材料规范下面一定有不只一个合格供应商。我们通过深入产品生产过程控制来保证材料的质量、合理的经济性以及科学的供货周期，事实证明这样的策略还是卓有成效的。”章骏介绍说。
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