Hợp kim titan giúp phát triển hàng không và mở ra kỷ nguyên mới của hàng không

Dec 05, 2024

Để lại lời nhắn

Đối với các nước trên thế giới, ngành nghiên cứu, phát triển và sản xuất hàng không đều là ngành kỹ thuật hệ thống, bao gồm nhiều ngành và lĩnh vực. Đặc biệt trong lĩnh vực quân sự, một chiếc máy bay chiến đấu bao gồm một hệ thống linh kiện rất lớn và bộ phận chủ chốt là động cơ. Trong những năm gần đây, ý tưởng sử dụng hợp kim titan làm vật liệu động cơ đã trở thành sự đồng thuận toàn cầu. Với sự cải tiến liên tục của công nghệ nghiên cứu và phát triển độc lập trong nước, các nhà nghiên cứu Trung Quốc cũng bắt đầu nhận ra sự phát triển và sử dụng vật liệu công nghệ cao này. Điều đáng nói là Trung Quốc có trữ lượng dồi dào kim loại titan. Với việc thúc đẩy và nâng cấp công nghệ hợp kim titan, nhiều loại máy bay chiến đấu mới ở Trung Quốc dự kiến ​​sẽ lắp động cơ titan trong tương lai để cải thiện mức hiệu suất. Tại sao titan là vật liệu tốt nhất cho động cơ? Trước hết, độ bền cao của kim loại titan là duy nhất trong số tất cả các nguyên tố kim loại và nó vượt qua hợp kim nhôm, hợp kim magiê và thép không gỉ, v.v. Nó có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ cao 450 ~ 500 độ. Đồng thời, nó còn có những ưu điểm toàn diện về khả năng chống ăn mòn tốt, hiệu suất nhiệt độ thấp tốt, hoạt động hóa học lớn, độ dẫn nhiệt nhỏ và mô đun đàn hồi nhỏ. Dữ liệu cho thấy 3/4 hợp kim titan sản xuất trên toàn cầu được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ.

 

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ nghiên cứu và phát triển hàng không, yêu cầu đối với động cơ ngày càng cao hơn. Đặc biệt, tỷ lệ đặc tính - lực đẩy - trọng lượng quan trọng nhất là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho một chiếc máy bay tiên tiến. Ở thời đại máy bay phản lực, tỷ lệ lực đẩy-trọng lượng thường vào khoảng 2-3, nhưng hiện nay ở thời đại siêu âm nó có thể đạt tới 10 trở lên nhờ việc nâng cấp vật liệu động cơ. Xuất phát từ lý thuyết hàng không, để cải thiện triệt để tỷ lệ lực đẩy – trọng lượng của động cơ thì việc giảm trọng lượng là giải pháp quan trọng nhất. Mặc dù mật độ của titan chỉ bằng 40% so với thép nhưng độ bền của chúng là như nhau. Điểm nóng chảy là 1668 độ chứng tỏ đây là vật liệu tốt nhất cho động cơ máy bay.

 

Nước ta không ngừng bắt kịp các cường quốc châu Âu và Mỹ về động cơ nghiên cứu và phát triển độc lập mọi lúc. Đặc biệt trong việc nghiên cứu và phát triển vật liệu hợp kim titan chịu nhiệt độ cao, chúng ta dần rút ngắn khoảng cách với các nước thế giới thứ nhất. Nhóm nghiên cứu khoa học trong nước đã phát triển nhiều loại vật liệu dùng cho động cơ máy bay như TC-4, TC-11, TC-14. Đặc biệt, hợp kim titan chịu nhiệt độ cao 550 độ xuất hiện vào những năm 1990, đặt nền móng vững chắc cho việc tiếp theo nghiên cứu và phát triển máy bay chiến đấu thế hệ thứ tư trong nước.

 

3