1, област примене
Структурне компоненте крила: укључујући кључне компоненте које носе оптерећење{0}} као што су главни крак, ребра крила и шине закрилаца. На пример, главне греде крила Боинга 787 су направљене од отковака легуре титанијума, замењујући традиционални челик или легуре алуминијума и смањујући тежину за 20%.
Предња ивица и задња ивица: легура титанијума се користи као потпорна структура за летвице предње ивице и закрилце задње ивице крила да би се носила са великим оптерећењем од замора (као што је Аирбус А350 који користи легуру Ти-6Ал-4В).
Облога крила: Неки-војни авиони велике брзине (као што је СР-71) користе кожу од легуре титанијума да би се носили са аеродинамичким загревањем, али се цивилни авиони ређе користе због ограничења трошкова.
2, Главне предности
Висока специфична чврстоћа: легуре титанијума (као што је Ти-6Ал-4В) имају снагу упоредиву са челиком високе чврстоће (затезна чврстоћа изнад 900 МПа), са густином од само 60% челика, што значајно побољшава ефикасност горива.
Отпорност на корозију: Нема потребе да се ослањате на површинску заштиту од корозије као што је легура алуминијума, што смањује трошкове одржавања (Боеинг 787 компоненте од титанијума са крилима су дизајниране да имају век трајања од 30 година без замене).
Перформансе замора: Граница замора титанијума је око 50% његове затезне чврстоће, што је боље од легуре алуминијума (35%) и погодно за окружења крила са високим цикличним оптерећењем.
3, Технички изазови
Тешкоћа обраде: легура титанијума има ниску топлотну проводљивост (око 7 В/м · К, само 1/10 алуминијума) и склона је високим температурама током сечења, што захтева употребу ниске{3}}брзине и стратегије обраде велике количине хране. На пример, Лоцкхеед Мартин користи технологију криогене обраде да би побољшао век трајања алата.
Фактор трошкова: Цена материјала од титанијума је 5-10 пута већа од алуминијумске легуре (приближно 30 УСД/кг за ваздухопловство Ти-6Ал-4В 2023. године), али се стопа искоришћења материјала може повећати са 10% на 80% кроз технологију формирања скоро мреже као што је производња ласерског таложења.
4, Иновативни случајеви примене
Адитивна производња: ГЕ Авиатион користи 3Д штампане носаче од легуре титанијума у суспензији мотора ЛЕАП, смањујући тежину за 40%. Ова технологија се постепено примењује на сложене структуре крила.
Повезивање композитног материјала: Разлика потенцијала између титанијума и полимера ојачаног угљеничним влакнима (ЦФРП) је само 0,15 В (алуминијум и ЦФРП достижу 0,6 В), што га чини идеалним избором за хибридне структуре крила. Комбинација ЦФРП коже и причвршћивача од легуре титанијума на крилима Аирбус А380 избегава галванску корозију.
5, Будући трендови развоја
Нови развој легуре: Бета легуре титанијума као што је Ти-5553 (Ти-5Ал-5Мо-5В-3Цр) имају већу отврдљивост и погодне су за велике интегралне отковке крила (као што су оне планиране за модел наследника Ц919).
Интелигентна производња: Коришћење дигиталне технологије близанаца за оптимизацију дизајна топологије компоненти од титанијума, као што је структура „лифелике винг титаниум скелетон“ коју је развила компанија Дассаулт Авиатион, која може да смањи тежину за 25%.
Према статистикама, количина титанијума који се користи у савременим широкотрупним авионима чини 8-15% структурне тежине (као што је 15% за 787), од чега се око 30% користи за системе крила. Уз континуирано повећање захтева за смањењем тежине и издржљивошћу у ваздухопловној индустрији, очекује се да ће удео примене титанијума у крилима расти по стопи од 3-5% годишње.
