近年来,碳纤维复合材料一直是航空航天工业的宠儿。但是,金属在商用和军用飞机中仍然发挥着关键作用,特别是在涉及高温或高应力的应用场合,如发动机和起落架。

空军研究实验室(AFRL)的工程师正在探索新的金属和新的金属加工技术,用于更热,更快,更高效的飞机和航天器正在为未来的战斗任务开发。

美国空军研究实验室的材料科学家Michael Burba博士说:“在你可以用其他东西制造喷气发动机之前,金属将是很重要的。”“现在飞机的外壳大部分是轻质复合材料,通过这种材料可以大大减轻重量,提高效率,但仍然需要金属部件。

“例如,787射架器的15%的结构是钛,”Notes Burba。“而且,金属仍然是军事应用的至高无上。大多数进步来自减少维护和增加所有用金属制成的关键发动机部件的生命周期。“

为解决铝,铍,钛和其他材料发挥的重要作用,AFRL最近创建了金属负担能力倡议(MAI)来参与供应商。协作努力的目标是确保持续推进金属技术,从而降低成本和更有效的生产过程。MAI由八个OEM和七个供应商组成。

“成员代表[航空]金属制品的所有阶段,”担任MAI项目经理的Burba说。“使MAI如此成功的是其成员的竞争前的积极参与,以及每个项目带来的成本分摊。这保证了技术上的
MAI内部的项目对作战人员以及商业市场都有实时的好处。

“公司可以自由分享想法,没有压力将研究冒险冒险冒险的级别,”伯纳州票据。“相反,他们获得了研究资金,让他们允许他们在盒子外面思考的自由,因为整个金属技术的良好。”

工程师关注各种各样的问题和挑战,比如在制造过程中最小化缺陷,以及在部件已经投入使用后识别风险。最近的一个项目通过研究各种生产方法来模拟钛裂纹。

“通过测试此评估工具,[我们可以]采取新创建的钛和预测,如果裂缝将形成,并且在裂缝会妥协之前可以使用多长时间,”伯巴解释道。“这些计划的成功[已有]直接效益降低了在飞行 - 关键零件的检查,更换和修理方面的成本和人员。[它还奠定了,一旦这些评估工具可以分享[军用航空航天内]行业,就可以进行更多深入测试的地面工作。

“喷气发动机和机身是空军的重要需求,但MAI的重点不是制造下一架战斗机,”Burba指出。“每年,空军都会提供一份关键问题清单,[它]需要金属材料来处理。

“MAI工作侧重于创建每个人都可以收回的工具和实践,然后在自己的内部流程中使用,”Burba说。“推进”从基本施工应用程序插入高科技航天器组件。

“一致性和重复性是MAI的关键问题,”Burba添加。“创建将产生彼此相似并以可预测的方式行事的结果是一个[我们]试图做的基石。关于传统加工的工作,以及新的添加剂制造过程,都围绕这些区域旋转。

“与锻造制造过程如锻造等制造过程,议会相关工作侧重于残余压力或材料经纱和在微观结构水平上变化,”伯巴说。