美國F-35戰(zhàn)斗機結(jié)構(gòu)用鈦材

鈦合金主要用于飛機及發(fā)動機的制造材料，如鍛造鈦風(fēng)扇、壓氣機盤和葉片、發(fā)動機罩、排氣裝置等零件以及飛機的大梁隔框等結(jié)構(gòu)框架件。航天器主要利用鈦合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構(gòu)架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機也都使用鈦合金板材焊接件。60年代開始鈦合金的使用部位從后機身移向中機身、部分地代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件。 70年代起，民用機開始大量使用鈦合金，如波音747客機用鈦量達(dá)3640公斤以上占機重28%。隨著加工工藝技術(shù)的發(fā)展，在火箭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船上，也用了大量的鈦合金。

F-35 戰(zhàn)斗機是由美國洛克希德· 馬丁公司負(fù)責(zé)研制、多國參與的項目，A型飛機于2006年12月15日首飛。F-35 戰(zhàn)斗機在追求飛行性能、可操縱性和成本等諸因素達(dá)到平衡的同時，最大程度地降低成本。F-22 追求的是最高性能，而F-35 追求的是最低成本，并不熱衷全是技術(shù)上的創(chuàng)新。F-35 在外形上與F-22 相似，具有梯形單中翼、水平的安定面及向外傾斜的垂尾，由于F-35 不像F-22 需要超音速巡航，所以在機身構(gòu)件選材方面可適當(dāng)降低其技術(shù)先進性，通盤考慮其制造成本。

在F-22 上一些承力大型鈦合金隔框都是用鍛件制成的整體，其中最重的鈦合金鍛件重量近3000kg，尺寸3.81m×3.17m，切削加工后的成品件只有150kg。而在F-35 飛機上，位于機翼承力結(jié)構(gòu)前緣處的1 個隔框尺寸比F-22 的還要大，為4.1m×2m，是目前最大的飛機隔框整體件，是用鈦合金鍛件切削加工而成的。為了降低成本，F(xiàn)-35 飛機采用與F-16 飛機相同的成本控制及選材原則，更多的機身隔框采用先進鋁合金材料，碳纖維/ 環(huán)氧復(fù)合材料以及鋁- 鋰合金材料，在綜合性能不過多降低的前提下，成本降低至鈦合金材料的1/4。F-35 戰(zhàn)斗機機體結(jié)構(gòu)中，鋁合金占19%、鈦合金占20%、鋼占7%、復(fù)合材料占31%、其他材料占23%。有報道稱，洛克希德·馬丁公司計劃采用SiCf/Ti 復(fù)合材料制造F-35 戰(zhàn)斗機的起落架部件。