行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
航空飞行器用铜包铝线材
建议项目名称
(英文)
Copper-clad aluminum wire for aviation
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.120.10
中国标准分类号
H61
牵头单位
烟台孚信达双金属股份有限公司
体系编号
1222
参与单位
北京科技大学、成都飞机设计研究所、中国航发北京航空材料研究院
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

不论是有人机还是无人机,减重是飞机设计者永恒的主题。减重不仅提高了飞机的机动性,也意味着载荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油经济性提高,多项研究表明,飞机综合重量每减轻1%,性能提高3%~5%。目前,详细分析国产飞机电气互联系统(EWIS),发现对非金属材料减重已做到极致,要进一步实现EWIS系统减重,通过优化设计的方式实现减重已十分困难,采用其它轻质导体材料替代铜导体,将是一种较好方式

铜铝复合材料是一种新型层状复合材料,既保持了铜材优良的导电性,又具备铝材突出的轻量化特性。若以铜铝复合材料替代铜导体,将可能实现EWIS系统的有效减重。以某型国产飞机为例,EWIS系统中的电缆内导体使用铜线材总重量达到220余公斤,若应用轻质铜铝复合材料替代,可实现减重100余公斤,效果十分明显。因此,采用综合性能相当的轻质导体材料替代实现飞机减重,效果明显且实现难度较小,效益显著。随着国内航空飞行器使用规模越来大,对航空飞行器用轻量化电线电缆需求年产值将达到20亿元。

线材作为航空电气互联系统导线材料已应用了几十年,国内外已形成了成熟完备的应用标准。但目前,应用于航空领域的铜铝复合线材料尚无成熟标准可供参考。同时,由于制备加工铜铝复合线材工艺有多种,不同工艺产品结构规格、电学性能、力学性能均存在较大差异,因此,有必要制定相关线材标准,规范应用于航空飞行器的铜铝复合线材性能指标要求。

国家《十二五规划纲要》指出“新材料产业重点发展新型功能材料、……、共性基础材料”,共性材料包括铜铝复合材料;《有色金属工业发展规划(2016-2020年)》中指出“推广建筑用铜水管,……、铜铝复合材、超细铜合金丝材在高端功能元器件和先进电力装备等领域的应用。”。国家和行业规划对铜铝复合材料规模应用均做出部署,但未针对航空飞行器应用进行具体表述,因此,根据航空飞行器对轻量化材料迫切需求,有必要开展针对性研究,制定相关飞行器用铜包铝线材标准,从而保证飞机电气互联系统运行的可靠稳定。

范围和主要
技术内容

    本标准应用于规范航空飞行器用铜铝复合线材的各项性能指标,规定了飞行器用铜铝复合母线的型号、规格、材料、尺寸、力学性能、电学性能、交货要求等。标准适用于制造航空飞行器用铜铝复合线材。

国内外情况
简要说明

    国内外生产铜铝复合材料工艺有多种,通过分析对比各种工艺产品性能指标,能满足航空应用场景要求的,只有静液挤压法和连铸连轧法生产的铜铝复合线材,而目前现有航空用铜铝复合线标准未对制备线材的铜铝复合材料进行规范和要求,使航空电气设计部门无法对制备线材的材料进行甄别,影响了铜铝复合线材在航空飞行器中的应用。

    从目前国外民用航空领域已有应用情况分析,高性能、轻质铜铝复合线材用途主要局限于高频信号和小功率传输电线中,在空客飞机上部分照明电线中使用了英国bruker生产的铜铝复合线材(外层纯铜、芯部纯铝)替代铜线,实现了部分导体材料的轻量化。但英国bruker静液挤压法生产的铜铝复合材料铜体积比只有15%一种规格,电导率相对偏低,大功率应用时,需要增加较大的截面积,这对于空间资源宝贵的飞行器不可接受,因此,不适合应用于大功率传输,特别是在飞机主电缆中应用。空客针对此规格铜铝复合材料制定了相应的空客企业标准-AS 22759系列标准,对各种铜包铝电线作了明确规范,但未对线材导体材料本身做出明确性能要求。

    国内采用水平连铸法生产的铜铝复合材料,在力学性能、电学性能上均优于bruker静液挤压法生产的铜铝复合材料,特别是铜体积比可在20~30%之间进行调整,可根据应用场景需求选择铜体积比,实现产品在体积、重量的最佳平衡,可较好的满足大功率和小信号传输的要求,同时,材料力学性能优秀,因此,在国产飞机上,大规模应用轻量化、高性能铜铝复合线材的技术条件已经成熟。国内目前铜包铝线规范有:GB/T 29197-2012《铜包铝线》(电工用铜包铝裸线标准)、SJ/T11223-2000《铜包铝线》(同轴电缆内导体用铜包铝线规范)、YD/T 2320-2011《通信用铜包铝电源线》(通信用铜包铝电源线)等国标和行业标准。但此类标准对航空用铜包铝线材技术要求尤其是力学性能要求,未针对航空应用环境,因此,对航空飞行器电气设计的复合线材选型指导意义不大,因此,标准制定对指导飞机制造部门选择合适轻量化复合线材应用,实现飞行器减重意义重大。

备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
1-航空飞行器用铜包铝线材 行业标准项目建议书.docx (18.27KB)任务书(建议书)