胃酸|航空航天系统结构材料研究进展综述（一）( 六 ) 胃酸

图10 A-380中的物料分布按空重的百分比计算。
Hinrichsen指出，这一事实与一个新的飞机家族将开创新技术并从第一天起充分受益的观点相矛盾。空中客车公司认为，由于过去的经验表明，几乎每一项新技术都存在一些初始技术问题，因此更倾向于采用更具进化性的方法。 Hinrichsen提到过两种情况，即武装纤维进水和金属机身蒙皮的脱胶纵向搭接接头。然而，将继续监测新材料的开发情况，以寻找可能的中期候选材料，以便在减轻重量方面持续改进，可能取代2024和2524 。
图11 断裂韧性-屈服强度域，包括几种合金，以显示其在静态强度或损伤容限设计中的效用。
图11比较了标准2024-T3与具有先进合金的金属板材料以及断裂韧性和屈服强度方面的新发展。激光束焊接（LBW）技术推动了Pechiney的6056和ALCOA的6013的发展，因为它们相对于2024和2524提供了更高的屈服强度，并且可以是LBW 。该工艺取代了机身面板中纵梁/蒙皮组件的铆接，并通过降低制造成本增加了价值。铝镁钪合金显示出与2024-T3相似的材料性能，但具有更好的耐腐蚀性，并且不需要复杂的热处理。 C68型合金因其相对于2024和2524的较高强度而被判定为中期候选合金。
长期以来，主要飞机制造商一直对生产第二代超音速运输机感兴趣，以便在远程国际市场上运行。尽管目前还没有针对此类飞机的现行计划，但未来的需求可能会重新启动生产活动。这种飞行器的速度选择将是机身材料选择的主要决定因素，其范围可能在1.6至2.4马赫之间。铝合金将是马赫数达到2的可行候选者，而更昂贵的钛合金和聚合物复合材料将是马赫数更高的候选者。
协和式飞机是一架马赫数为2.0的飞机，其主要结构选用合金2618（CM001）。所使用的2618变体是一种经过特殊处理的复合板，由于其静态强度、疲劳强度，尤其是蠕变强度，因此在2024-T8、7075-T6和2014等候选者中被选中。
最近的研究表明，为了满足新SST的经济性和航程目标，与协和式客机的机身重量相比，需要将重量减少约30-33% ，但为了满足乘客的要求，将机身重量扩大了。继Polmear的研究之后，最近对NASA项目的研究表明，少量添加Ag和Mg到2519可以使峰值时效拉伸屈服强度提高10% 。添加少量的Ag和Mg刺激在{111上析出一个板状沉淀物，指定为Ω ，另外在{100上形成Θ '析出物。使用计算机模拟， Zhu等人已经表明，与只含有一种类型析出相的相似体积分数的合金相比， {111和{100析出相的最佳平衡可以提高强度。 NASA项目对许多基于2519的合金进行了检查，但铜、镁和锰的含量有所不同，银含量为0.5% ，锆含量为0.13% 。两种合金在机械性能方面看起来特别有吸引力，分别命名为C415和C416 。这些合金的拉伸屈服强度和抗蠕变性能明显优于2519-T87和2618-T61 ，详见图12和13 。
图12 几种铝合金屈服强度的温度依赖性图，包括两种新合金。
图13 三种铝合金的蠕变应变与时间曲线图。试验在107°C和207 MPa的负载下进行。
来源：Progress in structural materials for aerospace systems ActaMaterialia51(2003)5775–5799 doi.org/10.1016/j.actamat.2003.08.023
参考文献R.K. Smith The quest for excellence J.T. Greenwood (Ed.) Milestonesof Aviation Crescent Books New York (1991) pp. 222-296 ， View Record in ScopusGoogle Scholar ， E.A. Starke Jr. J.T. Staley Application ofmodern aluminum alloys to aircraft ， Progress inAerospace Sciences 32 (1996) pp. 131-172