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“如果把发动机和飞控设备比作飞机的心脏和大脑，那么航空超高强度钢制作的起落架就是飞机的‘腿脚’。没有强健腿脚，纵使心脏和大脑再强大，巨人依然站立不起来！”“青年千人计划”学者、南开大学材料学院教授、博士生导师梁嘉杰对科技日报记者说。
在梁嘉杰等材料科学家看来，随着中国大飞机等项目的加速推进，国产航空超高强度钢材的研发制造必须迎头赶上，才能让国产大飞机更稳健地翱翔蓝天。
美国300M是世界主流
“川航客机玻璃脱落迫降，落地时由于超重滑行，轮胎都瘪了，但依然实现了安全着陆，这得益于好的起落架，如果没有好的高强度钢，这种迫降是致命的。”中国民航大学一位学者告诉科技日报记者。
无论起飞还是降落，起落架都是支撑飞机的唯一部件，尤其是在飞机降落阶段，其承载的载荷不仅仅来自机身重量，还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此，起落架的材料强度必须十分优异，一般材料无法满足这一要求，只能依靠特种钢材才行。“频繁的起降滑行，对起落架的材料可靠性提出了近乎严苛的要求，可以说起落架用钢就代表着一个国家超高强度钢的最高水平。”采访中，专家如是说。
在航空业，大飞机是指起飞总重量超过100吨的运输类飞机，包括军用、民用大型运输机和150座以上的干线客机。每架大飞机的起落架用特种高强度钢约15吨。因为国产材料不过关，首架C919下线试飞时，起落架用进口材料制作。
梁嘉杰告诉记者，就目前起落架钢材使用现状来看，美国的300M钢使用范围最广。300M钢是1952年由美国国际镍公司研发，并采用整体锻件制造工艺制造而成，其强度在1900MPa—2100MPa，相当于20000个大气压。迄今为止，美国九成以上军民用飞机起落架材料由300M钢担纲。
必须翻过纯净度这座“山”
“超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金三类，飞机起落架用的钢材，是典型的低合金钢，对‘氢脆’很敏感，真空高温冶炼需要高纯净度。”天津工业大学一位研究金属的教授介绍，钢铁等金属材料原子按照一定的规则排列，被称为晶格，晶格中偶尔有不守秩序的原子会站错队，发生错排的地方称为位错。钢铁冶炼凝固过程中，残留在钢铁内的氢原子会主动寻找位错，向金属中缺陷附近不断集中，到室温时，原子氢在缺陷处结合成分子氢，从而产生巨大的内应力，使金属发生看不见的裂纹，也就是“氢脆”。
“从原子变分子，氢就如同啸聚山林的好汉，聚到一起就会产生很大的破坏力。用于制作起落架的超强度钢最怕这个。”该教授形象地说。而记者了解到，美国飞机部件破坏调查分析表明,起落架多数是由于表面应力腐蚀或疲劳裂纹扩展而导致最后断裂的。
美国的300M钢采用真空热处理技术，避免了渗氢，零件表面光亮，无氧化脱碳、增碳和晶界氧化等缺陷，提高了表面质量。与此形成对比，国内用于制作起落架的国产超强度钢材有时会出现点状缺陷、硫化物夹杂、粗晶、内部裂纹、热处理渗氢等问题，这些问题都与冶炼过程中纯净度不够有关系。
目前，我国的超高强度钢材研制水准与欧洲、俄罗斯相比基本相当或略有优势，但在材料创新基础研究能力，尤其是高纯度熔炼技术方面与美国还有较大差距，存在很大提升空间。
“未来，应该重点关注提升超强度钢纯净度。”中国航发北京航空材料研究院研究员、中国工程院赵振业院士说，纯净度会影响航空器械的“寿命”，也是所有航空超高强度钢的“命门”，是必须要翻越的山。他打比方说，其影响如同我国的气候分水岭秦岭一样明显，翻过秦岭是四川的湿润气候，秦岭以北是陕西的气候。航空器关键构件达到长寿命、高可靠、结构减重，首先要过了纯净度关，然后才能谈抗疲劳性等金属材料的其他特性。
部分技术还停留在实验室阶段
全球航空航天材料市场预计到2022年将达到258亿美元，这是一个快速增长的庞大市场，目前高端新材料基本上被美国和欧洲垄断着。根据测算，我国高温合金行业长期处于供不应求的状态，年市场缺口近1万吨。
一代材料技术，一代航空装备。“在大型飞机结构性关键部件用钢方面，我国整体水平基本上可以满足国防军工、装备制造、国民经济发展要求，但与国际先进水平相比，仍存在较大差距。尤其在航空（航天）用高温合金方面，我国仍处于跟跑阶段。不过客观上讲，我国研制和生产水平与先进国家的差距正在缩短。”中国钢铁研究总院副院长杜挽生说，航空用高纯度单晶高温合金，发达国家已经实现了四代技术的应用量产，而国内只到了第二代，三代、四代技术仍在持续的攻坚中。
今年5月14日上海航展上，宝钢特钢有限公司研制生产的300M超高强度钢露面，这意味着在C919后续机型上，起落架有望在确保安全的前提下实现国产化替代。但有钢铁冶金业内人士告诉记者，大飞机用的超强度钢材完全国产化这一过程还有一段很长的路要走。国内高性能钢铁部分制造技术，尤其是新一代数字化和智能化控轧控冷技术、先进热处理技术、变截面轧制技术、温度梯度轧制技术、高精度轧制技术，我们与美国、日本还有不小的差距，有的还停留在实验室层面，超高强度钢材实现完全国产化，还要加强科研。
最先进大飞机波音与国产大飞机C919有无差距？结果出乎意料
国产大飞机c919下线，媒体民众都热血沸腾。c919无疑是中国民族工业复兴的图腾。但冷静头脑后，C919虽说是中国航空跨越发展的重要一步，但我们和世界一流客运飞机制造商依然差距十分巨大，中国依然是这个领域的追赶者。c919被国内称为大飞机。其实对比国际同类产品水分比较大。C919最大载客量190座，对应其后两位数字19。c919最大起飞总重72.5吨，最大直线航程4075公里。c919是标准的中短程干线客机。与欧美对应竞争型号是美国波音公司的波音737和欧洲空中客车公司的A320。和已经服役几十年的两位前辈级客机相比，c919的优势是噪音低，乘坐舒适性好，节省燃油，全新的材料和设计，新电子设备和驾驶设备。但波音737和a320载客数要多于c919,两者最大载客量可轻松突破200多人。
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说C919会改变现有客机市场格局，撼动波音与空客窄体双发客机的市场，只是国内民众美好的愿望。c919离这个目标还很远。C919目前不具备和空客A320波音737争夺国际市场。空客和波音幕后东家，欧盟和美国也不会轻易的允许本国航空工业系统之外的第三方客机进入本国民航市场。在试航证上，欧美始终在卡中国c919的脖子，不肯放手。中国C919的出现，确实为民航市场带来了全新的选择。c919进入市场后会主要竞争国内市场。当国内市场站稳脚跟后，会逐步开拓国际市场。俄罗斯雅克242中型客机和C919命运有类似之处，项目程度也类似。俄罗斯雅克242难容于欧美体系，项目生存极难。这是c919的前车之鉴。c919国内竞争对手主要是波音737和空客A320。
资料图
c919劣势明显。国际航空对中国飞机的认可度较低，之前中国新舟600客机的国际市场就没有打开。这次和空客A320和波音737竞争，难度更大。再有就是老大难的发动机问题，C919搭载的LEAP-X1C型发动机不是国产。受制于美法国合资的CFM航空发动机公司供货。其它核心部件不少也还都依赖进口。
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