1, Ardal y cais
Cydrannau strwythurol adenydd: gan gynnwys cydrannau sy'n cario llwyth bysell megis y prif spar, asennau adain, a rheiliau fflap. Er enghraifft, mae prif drawstiau adain y Boeing 787 wedi'u gwneud o gofaniadau aloi titaniwm, gan ddisodli aloion dur neu alwminiwm traddodiadol a lleihau pwysau 20%.
Ymyl arweiniol ac ymyl llusgo: Defnyddir aloi titaniwm fel y strwythur cynnal ar gyfer yr estyll blaen a fflapiau ymylol yr adain i ymdopi â llwythi blinder uchel (fel yr Airbus A350 gan ddefnyddio aloi Ti-6Al-4V).
Croen adenydd: Mae rhai awyrennau milwrol cyflym (fel SR-71) yn defnyddio croen aloi titaniwm i ymdopi â gwresogi aerodynamig, ond mae awyrennau sifil yn cael eu defnyddio'n llai cyffredin oherwydd cyfyngiadau cost.
2, Prif fanteision
Cryfder penodol uchel: Mae gan aloion titaniwm (fel Ti- 6Al-4V) gryfder tebyg i ddur cryfder uchel (cryfder tynnol uwch na 900MPa), gyda dwysedd dim ond 60% o ddur, gan wella effeithlonrwydd tanwydd yn sylweddol.
Gwrthsefyll cyrydiad: Nid oes angen dibynnu ar driniaeth gwrth-cyrydu arwyneb fel aloi alwminiwm, gan leihau costau cynnal a chadw (mae cydrannau titaniwm adain Boeing 787 wedi'u cynllunio i gael hyd oes o 30 mlynedd heb eu disodli).
Perfformiad blinder: Mae terfyn blinder titaniwm tua 50% o'i gryfder tynnol, sy'n well na aloi alwminiwm (35%) ac yn addas ar gyfer amgylcheddau adain gyda llwythi cylchol uchel.
3, Heriau technegol
Anhawster prosesu: Mae gan aloi titaniwm ddargludedd thermol isel (tua 7W/m · K, dim ond 1/10 o alwminiwm), ac mae'n dueddol o gael tymheredd uchel wrth dorri, sy'n gofyn am ddefnyddio strategaethau prosesu porthiant cyflym a mawr. Er enghraifft, mae Lockheed Martin yn defnyddio technoleg peiriannu cryogenig i wella bywyd offer.
Ffactor cost: Mae pris deunydd titaniwm 5-10 gwaith yn fwy na phris aloi alwminiwm (tua $ 30/kg ar gyfer gradd awyrofod Ti-6Al-4V yn 2023), ond gellir cynyddu'r gyfradd defnyddio deunydd o 10% i 80% trwy dechnoleg ffurfio net bron fel gweithgynhyrchu dyddodiad laser.
4, Achosion cais arloesol
Gweithgynhyrchu Ychwanegion: Mae GE Aviation yn defnyddio cromfachau aloi titaniwm printiedig 3D yn ataliad injan LEAP, gan leihau pwysau 40%. Mae'r dechnoleg hon yn cael ei chymhwyso'n raddol i strwythurau adenydd cymhleth.
Cysylltiad deunydd cyfansawdd: Dim ond 0.15V yw'r gwahaniaeth posibl rhwng titaniwm a pholymer atgyfnerthu ffibr carbon (CFRP) (alwminiwm a CFRP yn cyrraedd 0.6V), gan ei wneud yn ddewis delfrydol ar gyfer strwythurau hybrid adain. Mae'r cyfuniad o groen CFRP a chlymwyr aloi titaniwm ar adenydd Airbus A380 yn osgoi cyrydiad galfanig.
5, Tueddiadau Datblygu'r Dyfodol
Datblygiad aloi newydd: Mae gan aloion titaniwm beta fel Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) galedwch uwch ac maent yn addas ar gyfer gofaniadau adenydd annatod mawr (fel y rhai a gynlluniwyd ar gyfer model olynol C919).
Gweithgynhyrchu deallus: Defnyddio technoleg twin digidol i wneud y gorau o ddyluniad topoleg cydrannau titaniwm, megis y strwythur "sgerbwd titaniwm adain lifelike" a ddatblygwyd gan Dassault Aviation, a all leihau pwysau 25%.
Yn ôl yr ystadegau, mae swm y titaniwm a ddefnyddir mewn awyrennau corff llydan modern yn cyfrif am 8-15% o'r pwysau strwythurol (fel 15% ar gyfer y 787), y defnyddir tua 30% ohono ar gyfer systemau adenydd. Gyda'r cynnydd parhaus mewn lleihau pwysau a gofynion gwydnwch yn y diwydiant hedfan, disgwylir i gyfran y cais o ditaniwm mewn adenydd dyfu ar gyfradd o 3-5% y flwyddyn.
