300M钢的秘密:C919起落架背后的“中国新材料”崛起之路

360影视 动漫周边 2025-04-17 12:36 2

摘要:当第一架C919在2017年,冲上云霄的时候,很少有人知道,它的“起落架”还是“借来的”。作为飞机最关键的承重部件之一,起落架不仅要承受整机3.5%的重量,而且还要抵抗每次着陆时的巨大冲击。这个看似简单的装置,其实却凝聚了航空工业最尖端的材料科学和精密制造工艺

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当第一架C919在2017年,冲上云霄的时候,很少有人知道,它的“起落架”还是“借来的”。作为飞机最关键的承重部件之一,起落架不仅要承受整机3.5%的重量,而且还要抵抗每次着陆时的巨大冲击。这个看似简单的装置,其实却凝聚了航空工业最尖端的材料科学和精密制造工艺。

长久以来,中国民航客机的起落架几乎全部依赖于进口,这一领域被法国利勃海尔、美国卡本特等国际巨头垄断了近30年。当C919项目启动时,国产起落架的自主化率仅有可怜的10%左右。

2018年,一个振奋人心的消息传来:中国自主研制的C919起落架已完成各项测试,并交付给中国商飞。这标志着中国成为全球少数几个能够自主研发和生产大型客机起落架的国家之一。

300M钢:起落架上的"中国筋骨"

起落架国产化的核心突破在于300M超高强度钢的自主研发。这种特殊钢材需同时具备高强度、高韧性和出色的疲劳性能,是飞机起落架的"筋骨"。

北京航空材料研究院,早在1982年就开启了300M钢的研发工作,不过说真的,真正的突破其实来自于上海宝钢特钢有限公司(BSMC)。而且经过七年的艰难攻关,还有数十次工业化生产试验,宝钢特钢竟然在2016年获得了C919制造商中国商飞的资质认证。

宝钢特钢的高级工程师赵苏武曾表示:“300M钢,它不仅要承受整个飞机的重量,与此同时呢,还需要承受着陆时的巨大冲击。所以其钢材务必具备稳定性,另外还要有抗冲击性以及疲劳强度。”

技术攻关期间,研发团队,克服了真空热处理以及超纯净“无铝精炼”冶金技术等诸多难题,最终达成了300M钢的全链条制造技术掌控。这一进展,不但打破了法国、美国和日本在该领域的垄断局面,而且为C919的起落架国产化筑牢了坚实根基。

从联合研制到自主创新

C919起落架的国产化并非一蹴而就。早期中航起落架与德国利勃海尔航空成立了合资公司——利勃海尔中航(长沙)有限公司,这是一家50:50的合资企业,专注于开发中国飞机项目的起落架系统。

通过这种合作模式,中国团队逐步掌握了起落架设计和制造的核心技术。2018年9月,由该合资公司生产的首套国产C919起落架成功交付,这标志着中国在该领域实现了从"跟跑"到"并跑"的重要跨越。

国产化率的飞跃:从数据看"含金量"

C919起落架的国产化率提升是一个令人瞩目的成就。据C919副总设计师周贵荣透露,目前C919的整体国产化率已达50%以上,与中国商飞公布的约60%的数据基本吻合。这一数字远超项目启动初期的10%标准,甚至接近美国最先进的波音787约70%的国产化率。

在C919的总体设计制造上,飞机结构、气动、系统设计需求都由中国商飞公司提出,具有完全的自主知识产权。机头、机翼、多段机身由中航飞机旗下公司制造;专用蓄电池组由四川长虹电源公司研制;客舱广播内话系统由九洲空管公司提供。

C919与波音737起落架性能对比

C919的价格优势,尤为明显。据东方航空披露,C919目录单价为6.53亿元人民币,(约0.99亿美元),而空客A320和波音737MAX的价格,基本都超过了1亿美元。这样的话,这种成本优势,使C919在国际市场上,具备了一定的竞争力。

材料创新:轻量化的秘密武器

除了300M钢,C919还大量采用了先进的铝锂合金,钛合金和碳纤维复合材料。C919首次在民用飞机上大规模应用第三代铝锂合金,而且其在整机中的铝含量达到8.8%,超过了同级别的波音737和空客A320,这样的话帮助C919整体减重7%。

铝锂合金具有密度低、强度高、损伤容限性能优异等特点,使用铝锂合金可以减轻飞机铝合金部件14%至30%的质量,从而降低每架飞机每年的飞行成本超过2.2%。

C919使用的高性能航空铝,已实现100%国产化而且主要由忠旺铝业和南山铝业提供。这些材料创新,实际上为C919起落架的轻量化和高性能,提供了重要支撑。

未来展望:从"追赶"到"引领"的挑战

尽管C919在起落架国产化上取得了显著成就,但我们仍面临诸多挑战。发动机系统和航电系统的完全国产化仍在路上,预计最早2025年,最迟2030年,C919才能装上国产发动机。到2030年,业内人士推测C919的国产化率有望突破70%。

作为一个热爱中国航空的科技爱好者,我既为C919的成就而深感自豪,也对未来满怀期待。中国航空工业正从模仿逐步走向创新,从跟随渐渐走向引领。

当C919的“起落架”稳稳地将中国航空的梦想予以支撑之时,我们是不是也该思索:下一个突破点究竟在何处?是更为高效的发动机,还是更加智能的航电系统?

你认为C919最值得骄傲的技术突破是什么?欢迎在评论区分享你的看法!

注:本文数据来源于公开资料,截至2025年4月。

参考文献:

1、《中国科技核心期刊目录》(2024年版):收录了中文期刊2022种和英文期刊196种,共计2218种,是了解中国科技领域核心期刊的重要资源

2、《中国科技发展历程》:详细介绍了中华民族的科技活动悠久历史,以及16世纪中期以前一直处于世界科技舞台中心的成就。

3、《中国科技70年:重大科技成就一览》:回顾了新中国成立70年来中国科技事业走过的不平凡发展之路,以及重大科技成就。

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来源:科技平行论

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