北(bei)京時(shi)間(jian)10月24日(ri)，C919大型客機(ji)第五(wu)架原型機(ji)105號于(yu)上午10時(shi)從上海浦東國(guo)際(ji)機(ji)場起飛，經過(guo)1小時(shi)37分鐘(zhong)的飛行(xing)，在完成了多個試驗點、對飛機(ji)各系統進行(xing)了初始(shi)操縱檢(jian)查(cha)后，于(yu)11時(shi)37分返航并(bing)平(ping)穩降落，順利(li)完成其首次試驗飛行(xing)任務。

在(zai)(zai)此之前，C919已經制造了4架原型機(ji)，分(fen)別是101、102、103、104架機(ji)，先(xian)后在(zai)(zai)西安閻(yan)良、山(shan)東東營(ying)、江西南昌等地開展試飛工作(zuo)(zuo)，按照中(zhong)國商飛的(de)規(gui)劃，C919首(shou)架客機(ji)將(jiang)會在(zai)(zai)2021年交(jiao)付，第五架原型機(ji)的(de)首(shou)飛成功(gong)，意味著(zhu)C919的(de)研發工作(zuo)(zuo)正在(zai)(zai)順利推進。

在航空業(ye)百年的發展(zhan)進程中，材(cai)料與飛機(ji)(ji)相互依存，相互進步，關系十(shi)分密(mi)切。從木制飛機(ji)(ji)到金屬飛機(ji)(ji)，再(zai)到如今復合材(cai)料民用飛機(ji)(ji)，每一(yi)次航空材(cai)料的變革都會(hui)推動飛機(ji)(ji)制造業(ye)技術水平(ping)的顯(xian)著(zhu)提升。“一(yi)代材(cai)料，一(yi)代飛機(ji)(ji)”這句話(hua)可以說是世界航空發展(zhan)史的一(yi)個真實(shi)寫照。

近年來，“材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)”在航(hang)(hang)天航(hang)(hang)空領域的重要(yao)(yao)性(xing)被逐(zhu)漸認可。然而新材(cai)料(liao)(liao)應用在飛機上卻并不容易。材(cai)料(liao)(liao)的靜力性(xing)能、各向異性(xing)、疲勞(lao)性(xing)能、斷裂(lie)韌性(xing)、疲勞(lao)裂(lie)紋擴展性(xing)能等一系列性(xing)能指標都要(yao)(yao)通(tong)過試(shi)驗后經統計分析(xi)產(chan)生，生產(chan)條件(jian)(jian)下零件(jian)(jian)制(zhi)造的工(gong)藝參數也要(yao)(yao)通(tong)過工(gong)藝驗證試(shi)驗獲得。

“要(yao)把材料各方面的(de)性能研究得透透的(de)，為結構設計、強度驗證等(deng)提(ti)供設計輸入，同(tong)時要(yao)形成(cheng)配套的(de)工藝規(gui)范，支撐零件穩定高效生產，而這(zhe)所有的(de)工作還得在(zai)局方的(de)認可下進行。”上飛院標(biao)材部副(fu)部長袁宇慧說。

而C919第五架原型機試飛(fei)成功不僅意(yi)味著(zhu)我(wo)國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天領域有(you)了進(jin)一(yi)步發(fa)展(zhan)，同(tong)時也(ye)意(yi)味著(zhu)我(wo)國(guo)新材料(liao)領域有(you)了長(chang)足的(de)發(fa)展(zhan)。據C919大(da)型客機總設計師吳光輝介紹，新材料(liao)的(de)應(ying)用(yong)是(shi)C919的(de)一(yi)大(da)技術(shu)亮點。在(zai)C919飛(fei)機上，我(wo)國(guo)史無前(qian)例的(de)大(da)規模使用(yong)了第三代鋁(lv)鋰合金(jin)，復合材料(liao)的(de)應(ying)用(yong)范(fan)圍涵蓋(gai)了方向(xiang)舵等(deng)次承(cheng)力結(jie)構(gou)和飛(fei)機平尾等(deng)主承(cheng)力結(jie)構(gou)。新材料(liao)一(yi)直以(yi)來就是(shi)航(hang)空(kong)航(hang)天的(de)重要基礎，而鋁(lv)鋰合金(jin)是(shi)近十幾年來航(hang)空(kong)金(jin)屬材料(liao)中發(fa)展(zhan)最為迅(xun)速的(de)一(yi)個(ge)領域。

鋁鋰合金(jin)(jin)(jin)有眾多優(you)點(dian)。首先鋰是世(shi)界(jie)(jie)上最輕的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)，把鋰作為合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素(su)加(jia)(jia)到金(jin)(jin)(jin)屬(shu)鋁中，就(jiu)形成了(le)鋁鋰合金(jin)(jin)(jin)。加(jia)(jia)入(ru)鋰之后，可(ke)以(yi)大幅度(du)(du)降低合金(jin)(jin)(jin)的比重，增加(jia)(jia)材料剛度(du)(du)的同(tong)時(shi)仍(reng)然可(ke)以(yi)保持較(jiao)高的強(qiang)度(du)(du)、較(jiao)好的抗腐蝕性和抗疲(pi)勞性以(yi)及(ji)適宜(yi)的延展性。正因為鋁鋰合金(jin)(jin)(jin)的這些特性，這種新型合金(jin)(jin)(jin)才(cai)受到了(le)航空、航天以(yi)及(ji)航海業的青睞。由于這種合金(jin)(jin)(jin)的諸多優(you)點(dian)，吸引著世(shi)界(jie)(jie)各國科學家的深(shen)入(ru)研(yan)究。

事實上，鋁(lv)鋰(li)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)作為鋁(lv)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)一種(zhong)，其在(zai)航空(kong)材料大家族中(zhong)并不算新成員。1958年，美鋁(lv)公司開發出第(di)一代鋁(lv)鋰(li)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)——2020鋁(lv)鋰(li)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)，并使用在(zai)RA-5C預警機上。但是2020鋁(lv)鋰(li)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)表現出的(de)脆(cui)性和生(sheng)產問題(ti)阻(zu)礙(ai)了其進一步(bu)應用。

國(guo)內在批產(chan)型號上(shang)正式使(shi)用鋁(lv)(lv)鋰(li)合(he)金(jin)(jin)材料(liao)(liao)，可以(yi)追(zhui)溯到(dao)本世(shi)紀初(chu)。隨著蘇27原型機(ji)上(shang)1420鋁(lv)(lv)鋰(li)合(he)金(jin)(jin)的國(guo)產(chan)化，國(guo)內材料(liao)(liao)和(he)航(hang)空界開始對鋁(lv)(lv)鋰(li)合(he)金(jin)(jin)有了(le)了(le)解。以(yi)1420鋁(lv)(lv)鋰(li)合(he)金(jin)(jin)為代表(biao)的第(di)二代鋁(lv)(lv)鋰(li)合(he)金(jin)(jin)含鋰(li)量一般在2%-3%，密度比普通鋁(lv)(lv)合(he)金(jin)(jin)降(jiang)低約10%。

C919大型客機采(cai)用(yong)的(de)是第(di)(di)三(san)代鋁(lv)鋰(li)合金(jin)，該材料(liao)解決了第(di)(di)一(yi)代和(he)第(di)(di)二代鋁(lv)鋰(li)合金(jin)存在顯(xian)著各(ge)向異性的(de)問題，屈服強度也提高了近40%。其機體結構(gou)重量占比達到(dao)7.4%，獲得綜合減重7%的(de)收益，在國際(ji)上(shang)目前屬于領先水平。

除鋁鋰(li)合(he)金外，目前，民用飛機上使用的復合(he)材料主(zhu)要(yao)是(shi)碳纖(xian)維增強(qiang)樹(shu)脂基復合(he)材料，它具有(you)比(bi)(bi)強(qiang)度高、比(bi)(bi)模量高、抗疲(pi)勞性優良、耐腐蝕等主(zhu)要(yao)優點。這種材料比(bi)(bi)鋁更輕，比(bi)(bi)鋼更硬，其(qi)密度是(shi)鐵的1/4，強(qiang)度卻是(shi)鐵的10倍，其(qi)化學組(zu)成非常穩定，不僅有(you)助(zhu)于(yu)減(jian)輕飛機重量，還(huan)能提高飛機的總體性能。因此，在波音和空客近年來(lai)推出的一(yi)些新機型中(zhong)，復合(he)材料的用量占比(bi)(bi)逐漸增大。

近年來，金(jin)屬基(ji)(ji)復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)又逐(zhu)漸代替碳(tan)纖維增強樹脂(zhi)基(ji)(ji)復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)走向了(le)(le)航空航天(tian)新材(cai)料(liao)(liao)研(yan)制的(de)前沿。國(guo)際(ji)上金(jin)屬基(ji)(ji)復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)主要(yao)以鋁(lv)基(ji)(ji)為主。具有高(gao)比強度、高(gao)比模(mo)量導電、導熱(re)性(xing)(xing)(xing)能、熱(re)膨(peng)脹系數(shu)小、尺寸穩(wen)定好、良好地(di)高(gao)溫性(xing)(xing)(xing)能、耐磨(mo)性(xing)(xing)(xing)好、疲勞性(xing)(xing)(xing)能和斷裂韌度好、性(xing)(xing)(xing)能再現性(xing)(xing)(xing)及可(ke)加工性(xing)(xing)(xing)好不(bu)吸潮(chao)、不(bu)老化(hua)、氣密(mi)性(xing)(xing)(xing)好等(deng)一系列優點。制備(bei)鋁(lv)基(ji)(ji)復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)一般方法是將碳(tan)化(hua)硅顆粒或陶(tao)瓷(ci)顆粒等(deng)混入(ru)鋁(lv)合(he)(he)金(jin)，為了(le)(le)提高(gao)材(cai)料(liao)(liao)的(de)剛度和硬(ying)度，用攪拌鑄造(zao)或粉末冶金(jin)的(de)方法混合(he)(he)也可(ke)獲得鋁(lv)基(ji)(ji)復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)。

但是由(you)于我國在航空航天(tian)領域上的自主設(she)計起步較晚，與(yu)國際先(xian)進(jin)水平還有著(zhu)不(bu)小的差距(ju)，差距(ju)不(bu)僅(jin)體(ti)現(xian)在材(cai)料基(ji)礎研究(jiu)(jiu)、工(gong)程化應用研究(jiu)(jiu)上，同(tong)時也(ye)體(ti)現(xian)在工(gong)業化批生產能力方面。但是隨著(zhu)C919客機項目的不(bu)斷(duan)完善，這種差距(ju)正(zheng)在快速縮(suo)小。

除此之外(wai)，北京航(hang)空航(hang)天大(da)(da)學(xue)王華明教授帶(dai)領(ling)的(de)團(tuan)隊(dui)，在C919項目的(de)推(tui)動下，成(cheng)功的(de)研發具有世界領(ling)先水平的(de)“飛(fei)機鈦合(he)金(jin)大(da)(da)型復雜(za)整體(ti)構(gou)件激光成(cheng)形技術”，使我國(guo)成(cheng)為目前(qian)世界上唯一突破飛(fei)機鈦合(he)金(jin)大(da)(da)型主(zhu)承力結構(gou)件激光增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)技術并實現裝機工程應(ying)用的(de)國(guo)家。該團(tuan)隊(dui)不(bu)僅打(da)印出飛(fei)機鈦合(he)金(jin)起落架、主(zhu)承力框等(deng)大(da)(da)型關鍵部件，還為C919樣機制(zhi)造(zao)出鈦合(he)金(jin)主(zhu)風擋整體(ti)窗(chuang)框，零件成(cheng)本大(da)(da)幅度下降(jiang)，甚(shen)至不(bu)足20萬美元。真正實現了用科研帶(dai)動技術，又用技術回(hui)饋(kui)科研的(de)良性循(xun)環。