1, rakendusala
Tiiva konstruktsioonikomponendid: sealhulgas võtmekoormust{0}}kandvad komponendid, nagu põhivarras, tiivaribid ja klapisiinid. Näiteks Boeing 787 tiiva peatalad on valmistatud titaanisulamist sepistest, asendades traditsioonilised teras- või alumiiniumsulamid ja vähendades kaalu 20%.
Esiserv ja tagaserv: Titaanisulamit kasutatakse tiiva esiserva liistude ja tagaserva klappide tugistruktuurina, et tulla toime suure väsimuskoormusega (nt Airbus A350, mis kasutab Ti-6Al-4V sulamit).
Tiivakate: mõned kiired{0}}sõjaväelennukid (nt SR-71) kasutavad aerodünaamilise kuumenemisega toimetulemiseks titaanisulamist nahka, kuid tsiviillennukeid kasutatakse kulude piirangute tõttu harvemini.
2, peamised eelised
Kõrge eritugevus: titaanisulamite (nagu Ti-6Al-4V) tugevus on võrreldav kõrgtugeva terasega (tõmbetugevus üle 900 MPa), terase tihedus on vaid 60%, mis parandab oluliselt kütusesäästlikkust.
Korrosioonikindlus: pole vaja loota pinna-korrosioonivastasele töötlemisele, nagu alumiiniumsulam, mis vähendab hoolduskulusid (Boeing 787 tiiva titaankomponentide eluiga on ilma asendamiseta 30 aastat).
Väsimusvõime: titaani väsimuspiir on umbes 50% selle tõmbetugevusest, mis on parem kui alumiiniumisulam (35%) ja sobib suure tsüklilise koormusega tiivakeskkondadesse.
3, tehnilised väljakutsed
Töötlemisraskused: titaanisulamil on madal soojusjuhtivus (umbes 7 W/m · K, ainult 1/10 alumiiniumist) ja see on lõikamise ajal altid kõrgetele temperatuuridele, mistõttu on vaja kasutada madala-kiiruse ja suure etteandega töötlemisstrateegiaid. Näiteks Lockheed Martin kasutab tööriista eluea pikendamiseks krüogeenset töötlemistehnoloogiat.
Kulutegur: titaanmaterjali hind on 5–10 korda kõrgem kui alumiiniumisulami hind (2023. aastal umbes 30 dollarit/kg lennundusklassi Ti-6Al-4V puhul), kuid materjali kasutusmäära saab suurendada 10%-lt 80%-le võrgulähedase vormimistehnoloogia, näiteks lasersadestamise abil.
4, uuenduslikud rakendusjuhtumid
Lisandite tootmine: GE Aviation kasutab LEAP mootori vedrustuses 3D-prinditud titaanisulamist kronsteine, vähendades kaalu 40%. Seda tehnoloogiat rakendatakse järk-järgult keerukate tiibkonstruktsioonide jaoks.
Komposiitmaterjalide ühendus: titaan- ja süsinikkiuga tugevdatud polümeeri (CFRP) potentsiaalne erinevus on ainult 0,15 V (alumiinium ja CFRP ulatuvad 0,6 Vni), mistõttu on see ideaalne valik tiibhübriidstruktuuride jaoks. CFRP naha ja titaanisulamist kinnitusdetailide kombinatsioon Airbus A380 tiibadel väldib galvaanilist korrosiooni.
5, Tuleviku arengusuunad
Uus sulamite väljatöötamine: beeta-titaanisulamitel, nagu Ti-5553 (Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr) on suurem karastatavus ja need sobivad suurte integreeritud tiiva sepistamiseks (nagu need, mis on kavandatud C919 järeltulija mudelile).
Intelligentne tootmine: digitaalse kaksiktehnoloogia kasutamine titaankomponentide topoloogia disaini optimeerimiseks, näiteks Dassault Aviationi välja töötatud "elutruu tiitaanist skeleti" struktuur, mis võib kaalu vähendada 25%.
Statistika kohaselt moodustab tänapäevastes laia kerega lennukites kasutatav titaani kogus 8-15% konstruktsiooni massist (näiteks 787 puhul 15%), millest umbes 30% kasutatakse tiivasüsteemide jaoks. Kaalu vähendamise ja vastupidavuse nõuete pideva suurenemisega lennundustööstuses eeldatakse, et titaani kasutamise osakaal tiibades kasvab 3–5% aastas.
