鋁是一種高新技術(shù)結(jié)構(gòu)材料或功能材料，許多高新技術(shù)的問世與發(fā)展都有鋁或鋁合金的參與。航空航天工業(yè)是名副其實(shí)的高新技術(shù)大產(chǎn)業(yè)，是發(fā)展速度最快的產(chǎn)業(yè)之一，一般的換代時(shí)間為七八年或三四年。自1903年12月17日美國萊特兄弟自制的功率8.8kW的內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的“飛行者1號(hào)”飛機(jī)試飛36.58m以來，飛行器的發(fā)展就與鋁結(jié)下了不解之緣，其內(nèi)燃機(jī)的缸體是用匹茲堡冶金公司（美國鋁業(yè)公司的前身）生產(chǎn)的含有8%銅與錳的鋁合金鑄造的。從那時(shí)候起鋁就在飛行器制造中得到了廣泛的應(yīng)用，即使現(xiàn)行的民用飛機(jī)中，鋁合金的用量仍占其凈質(zhì)量的70%以上；在先進(jìn)的軍用機(jī)中，鋁材的應(yīng)用盡管受到鈦合金與復(fù)合材料的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但鋁制零部件的用量仍占飛機(jī)凈質(zhì)量的48%以上。二十世紀(jì)五六十年代，人類對(duì)飛機(jī)的追求是速度；當(dāng)今，人類需要的最“傻瓜式”飛機(jī)——一切交給電腦這種未來飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料恐怕也離不開先進(jìn)的新一代鋁材。
鋁是航空器的主要結(jié)構(gòu)材料
中國目前在制造自主研發(fā)的ARJ21“翔鳳”支線客機(jī)與C919全新大型客機(jī)原型樣機(jī)用的鋁材全是美國鋁業(yè)公司提供的，沒有用中國的鋁材。這并不是因?yàn)檫@些鋁材我們不能制造，而是為了認(rèn)證，為了順利地取得適航證。不過，也應(yīng)如實(shí)地承認(rèn)，我們的鋁材生產(chǎn)企業(yè)還不能提供制造大飛機(jī)所需的全部鋁材，但是可以提供65%左右，2018年可以提供80%以上，2020年以后可以滿足全部需求，這是筆者較為保守的預(yù)估。
圖為：用鋁板及鋁型材組裝成的飛機(jī)骨架
ARJ21支線客機(jī)的中文名字為“翔鳳”，2008年11月28日首飛成功，它的英文名稱“Advanced Regional Jet For the 21st Century”（先進(jìn)的21世紀(jì)噴氣支線客機(jī)）承載著中國民用客機(jī)制造業(yè)的希望，從英文的字面意思可以看出，它寄托著國內(nèi)民用客機(jī)制造者的歷史使命，是中國夢(mèng)這顆參天大樹上的一葉。支線客機(jī)是指100座以下的小型客機(jī)。ARJ21支線客機(jī)材料鋁化率達(dá)75%，96%以上的零部件都是用熱處理可強(qiáng)化的2xxx系及7xxx系合金制造的，僅有個(gè)別零件是用5052合金制造的。
中國C919大飛機(jī)的命名更是寓意深刻，“C”是China（中國）的首個(gè)字母，也是中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司英文縮寫COMAC的頭一個(gè)字母，同時(shí)還寓意該公司欲與歐洲Airbus（空中客車公司）、美國波音飛機(jī)公司（Boeing）在國際大型客機(jī)市場(chǎng)上試比高低，形成ABC三足鼎立之勢(shì)。第一個(gè)“9”寓意天長地久，“19”代表中國首款大型客機(jī)最大載客量為190座，以后的型號(hào)可能命名為“C929”，其中“29”代表這一機(jī)型的最大載客量為290座。
鋁材助航天器奔向太空
從任何發(fā)射航天器的火箭到航天器本身都用了鋁，鋁合金零部件都是不可或缺的。從1970年4月24日長征一號(hào)運(yùn)載火箭成功地將“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星送上預(yù)定軌道以來，已發(fā)展到長征二號(hào)、長征三號(hào)、長征四號(hào)等多種類型與型號(hào)。它們的結(jié)構(gòu)多為金屬板材和加強(qiáng)件組成的硬殼、半硬殼結(jié)構(gòu)，材料多為比強(qiáng)度比剛度高的2xxx系及7xxx系鋁合金，也采用了一部分不銹鋼、鈦合金和非金屬材料，但鋁合金占結(jié)構(gòu)材料總質(zhì)量的70%以上。
航天器結(jié)構(gòu)用的鋁材大體上與飛機(jī)用的鋁材相同，載人飛行器的骨架和操縱桿的大多數(shù)主要零部件都是用高強(qiáng)度鋁合金7075-T73切削加工的，又細(xì)又輕又有足夠的強(qiáng)度，其他部分如托架、壓板折疊裝置、防護(hù)板、門和蒙皮板、推進(jìn)器氮?dú)飧椎仁怯贸尚涡阅芰己玫闹械葟?qiáng)度合金6061-T6制造的。衛(wèi)星外罩可用2014合金或7075合金制造，如果燃料為液氧與液氫，則其貯槽可用2219合金制造，它們都是常規(guī)合金，可用其板材焊接這些零部件，它們的尺寸不很大，制造工藝也不復(fù)雜。在航天器發(fā)射裝置中，最大與最難加工的是火箭燃料槽的連接環(huán)，是用數(shù)控碾環(huán)成形技術(shù)加工的，它的外徑為3m~9m。這類大鍛環(huán)中國都能加工，中國是繼美國、俄羅斯之后世界上第三個(gè)能夠生產(chǎn)直徑超過5m的鋁合金鍛環(huán)的國家。
2013年6月11日17時(shí)38分，神舟十號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，它的運(yùn)載火箭一、二級(jí)推進(jìn)艙的連接環(huán)是西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的。從“神一”到“神十”，東北輕合金有限責(zé)任公司與西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為運(yùn)載火箭與航天器提供了大量的超強(qiáng)、超韌、耐腐蝕、抗高溫以及超塑性鋁合金材料及鍛件。
中國成功突破了巨形鋁合金鍛環(huán)的成型難關(guān)，一石驚天，中國于2014年12月末制成了外徑8.7m、內(nèi)徑8.32m、高0.35m的頂尖的超級(jí)2219鋁合金鍛環(huán)，用作火箭推進(jìn)艙的連接環(huán)，大型鍛環(huán)除用作推進(jìn)艙的連接環(huán)外，還在風(fēng)力發(fā)電裝置、石油化工設(shè)備、礦山機(jī)械、電站裝備、核電裝備中有著廣泛的應(yīng)用。這個(gè)特大鍛環(huán)是無錫市民營企業(yè)派克重型鑄鍛有限公司研發(fā)的，它成立于2006年，通過了ISO9001：2008質(zhì)量管理體系、國家壓力管道資質(zhì)認(rèn)證，并取得包含DNV、IR、CCS、ABS在內(nèi)的9家航級(jí)社認(rèn)證。
2006年8月4日西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)出被譽(yù)為“亞洲第一環(huán)”的5m級(jí)大鍛環(huán)，2008年國慶前夕又生產(chǎn)出6m級(jí)大鍛環(huán)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，對(duì)提升中國航天工業(yè)配套水平具有重要意義，當(dāng)下我們可以自豪地說，航天工業(yè)所需的連接鍛環(huán)，不管多大，我們都能順利生產(chǎn)，并能滿足出口，派克重型鑄鍛有限公司已是西門子公司的認(rèn)證供應(yīng)商。
繼西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司2006年8月4日生產(chǎn)出5m連接環(huán)后，同年12月30日從東北輕合金有限責(zé)任公司又傳來喜訊，它們用自行設(shè)計(jì)制造具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)軋生產(chǎn)線，生產(chǎn)出了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的火箭推進(jìn)艙連接鍛環(huán)。該環(huán)直徑5150mm、厚100mm。2004年以前中國只能生產(chǎn)直徑3m以下的鍛環(huán)，為了滿足國防軍工及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)直徑≥5m鋁合金鍛環(huán)的需求，東北輕合金有限責(zé)任公司決定自主研發(fā)環(huán)軋生產(chǎn)線，2005年6月開始設(shè)備安裝工作，2006年3月環(huán)軋生產(chǎn)線安裝工作全部結(jié)束，2006年6月中國航天局一院的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與研制“嫦蛾工程”所需的超大直徑鋁合金鍛環(huán)進(jìn)展情況到該公司調(diào)研，對(duì)該公司的環(huán)軋生產(chǎn)線給予高度評(píng)價(jià)與肯定。生產(chǎn)線于9月12日一次試車成功，軋得直徑4m的環(huán)件。不僅證明生產(chǎn)線各機(jī)臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，而且固溶處理爐的最大溫度偏差只有±2℃，完全可以滿足2xxx系、7xxx系合金對(duì)淬火溫度的要求。
“天宮一號(hào)”資源艙鋁－鋰合金建造 減重10%以上
2011年9月29日21時(shí)25分，中國自主研制的載人飛行器——天宮一號(hào)順利地進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射圓滿成功。天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器總長10.4m，重約8.5t，艙體結(jié)構(gòu)最大直徑3.35m。它的運(yùn)行高度約370km，在軌道上的運(yùn)行時(shí)間2年，可以與載人飛船進(jìn)行幾次對(duì)接。天宮一號(hào)為兩艙結(jié)構(gòu)，一個(gè)是試驗(yàn)艙，另一個(gè)為資源艙。前者為密封的，是航天員駐留生活和工作的地方，分為密封段和非密封段。密封段是航天員活動(dòng)區(qū)，而所有的科學(xué)試驗(yàn)設(shè)備都裝于非密封段。
天宮一號(hào)這個(gè)中國的第一個(gè)低軌道、長壽命大型載人航天器的設(shè)計(jì)壽命為2年，總重量8.6t。在資源艙也就是天宮一號(hào)的后艙內(nèi)裝有動(dòng)力系統(tǒng)（含超強(qiáng)電力的大型太陽能電池板）、推進(jìn)系統(tǒng)和能源。它的主要任務(wù)是為天宮一號(hào)的飛行提供能源保障，并控制飛行姿態(tài)。資源艙加足燃料后的重量約1.4t。
天宮一號(hào)電源分系統(tǒng)的全部設(shè)備（太陽能電池翼）都在資源艙內(nèi)，再加上艙內(nèi)儲(chǔ)備的燃料都為飛行器提供運(yùn)行能量。艙內(nèi)還有一個(gè)極為關(guān)鍵的零件——控制力矩陀螺，用來控制天宮一號(hào)的飛行姿態(tài)，重約50kg，是用有色金屬制的。
天宮一號(hào)將在軌運(yùn)行兩年，資源艙內(nèi)不但有太陽能電池、動(dòng)力系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，以及控制力矩陀螺，還必須加裝足夠的燃料。因此，必須減輕艙段結(jié)構(gòu)部分重量。由于常規(guī)的高強(qiáng)度2xxx系合金及超高強(qiáng)度7xxx系合金早已成功應(yīng)用，所以設(shè)計(jì)人員想用各項(xiàng)性能與常規(guī)結(jié)構(gòu)鋁合金的相當(dāng)，而密度又比它們的小一些的航天鋁合金——鋁－鋰合金，它的一個(gè)重要特點(diǎn)是其密度低與彈性模量高。在鋁合金中，鋰與鈹是降低其密度最有效的合金元素，鋰在鋁中的最大溶解度為4.2%，向鋁中每添加1%鋰，可使其密度下降約3%，而其彈性模量則上升約5%。
當(dāng)前世界上可以生產(chǎn)鋁－鋰合金的國家與企業(yè)是：中國的西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，美國的美國鋁業(yè)公司的達(dá)文波特廠、力拓－加鋁集團(tuán)的雷文斯伍德鋁業(yè)公司及法國的伊蘇爾鋁業(yè)公司，英國的基茨格林鋁業(yè)公司，俄國聯(lián)合鋁業(yè)公司的卡緬斯克鋁加工廠。中國于上世紀(jì)60年代初研制成鋁－銅－鋰系合金S141，90年代中期西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司從俄羅斯引進(jìn)鋁－鋰合金真空熔煉爐及鑄造設(shè)備，從此中國可批量生產(chǎn)鋁－鋰合金板材、型材與鍛件等。
鋰是一個(gè)化學(xué)活性很大的金屬元素，因此鋁－鋰合金必須在真空爐內(nèi)熔煉，熔體也必須在有保護(hù)氣氛條件下鑄造，熔鑄是生產(chǎn)鋁－鋰合金最為關(guān)鍵的技術(shù)。
中國大飛機(jī)C919型客機(jī)機(jī)身等直段部段也是用鋁－鋰合金制造的，由中航工業(yè)洪都公司制造，已于2010年12月上旬順利下線，所用的鋁－鋰合金板材由美國鋁業(yè)公司提供，來自達(dá)文波特廠。等直段位于大客機(jī)機(jī)身前部，是寬度相等的筒狀結(jié)構(gòu)部段，全長7.45m、寬4.2m、高4.2m。是中國國內(nèi)民用飛機(jī)上首次采用鋁－鋰合金制造的部段。
美國航空航天局（NASA）也于2008年選定美國鋁業(yè)公司為其戰(zhàn)神一號(hào)載人運(yùn)載火箭生產(chǎn)鋁－鋰合金板材，其中僅薄板的訂貨量就達(dá)453.6t，全部用2195鋁－鋰合金軋制。該合金于1992年定型并在美國鋁業(yè)協(xié)會(huì)（AA）注冊(cè)，是美國鋁業(yè)公司研發(fā)的。由美國鋁業(yè)公司匹茲堡技術(shù)中心生產(chǎn)鑄錠，達(dá)文波特廠軋制薄板。
2012年1月初，西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司試制成功了用于大飛機(jī)項(xiàng)目專用的第三代新型鋁－鋰合金。在填補(bǔ)國內(nèi)該產(chǎn)品生產(chǎn)空白的同時(shí)，也為大飛機(jī)加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的材料基地。
2010年12月2日，國產(chǎn)C919大型客機(jī)鋁－鋰合金機(jī)身等直段部件在中航工業(yè)洪都公司大飛機(jī)部安裝廠房順利下線。等直段位于大客機(jī)機(jī)前部，是寬度相等的筒狀結(jié)構(gòu)部段，長7.45m，寬4.2m，高4.2m。該部段采用鋁－鋰合金制造在國內(nèi)民機(jī)生產(chǎn)中尚屬首次。
鋁是航空器的主要結(jié)構(gòu)材料
中國目前在制造自主研發(fā)的ARJ21“翔鳳”支線客機(jī)與C919全新大型客機(jī)原型樣機(jī)用的鋁材全是美國鋁業(yè)公司提供的，沒有用中國的鋁材。這并不是因?yàn)檫@些鋁材我們不能制造，而是為了認(rèn)證，為了順利地取得適航證。不過，也應(yīng)如實(shí)地承認(rèn)，我們的鋁材生產(chǎn)企業(yè)還不能提供制造大飛機(jī)所需的全部鋁材，但是可以提供65%左右，2018年可以提供80%以上，2020年以后可以滿足全部需求，這是筆者較為保守的預(yù)估。
圖為：用鋁板及鋁型材組裝成的飛機(jī)骨架
ARJ21支線客機(jī)的中文名字為“翔鳳”，2008年11月28日首飛成功，它的英文名稱“Advanced Regional Jet For the 21st Century”（先進(jìn)的21世紀(jì)噴氣支線客機(jī)）承載著中國民用客機(jī)制造業(yè)的希望，從英文的字面意思可以看出，它寄托著國內(nèi)民用客機(jī)制造者的歷史使命，是中國夢(mèng)這顆參天大樹上的一葉。支線客機(jī)是指100座以下的小型客機(jī)。ARJ21支線客機(jī)材料鋁化率達(dá)75%，96%以上的零部件都是用熱處理可強(qiáng)化的2xxx系及7xxx系合金制造的，僅有個(gè)別零件是用5052合金制造的。
中國C919大飛機(jī)的命名更是寓意深刻，“C”是China（中國）的首個(gè)字母，也是中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司英文縮寫COMAC的頭一個(gè)字母，同時(shí)還寓意該公司欲與歐洲Airbus（空中客車公司）、美國波音飛機(jī)公司（Boeing）在國際大型客機(jī)市場(chǎng)上試比高低，形成ABC三足鼎立之勢(shì)。第一個(gè)“9”寓意天長地久，“19”代表中國首款大型客機(jī)最大載客量為190座，以后的型號(hào)可能命名為“C929”，其中“29”代表這一機(jī)型的最大載客量為290座。
鋁材助航天器奔向太空
從任何發(fā)射航天器的火箭到航天器本身都用了鋁，鋁合金零部件都是不可或缺的。從1970年4月24日長征一號(hào)運(yùn)載火箭成功地將“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星送上預(yù)定軌道以來，已發(fā)展到長征二號(hào)、長征三號(hào)、長征四號(hào)等多種類型與型號(hào)。它們的結(jié)構(gòu)多為金屬板材和加強(qiáng)件組成的硬殼、半硬殼結(jié)構(gòu)，材料多為比強(qiáng)度比剛度高的2xxx系及7xxx系鋁合金，也采用了一部分不銹鋼、鈦合金和非金屬材料，但鋁合金占結(jié)構(gòu)材料總質(zhì)量的70%以上。
航天器結(jié)構(gòu)用的鋁材大體上與飛機(jī)用的鋁材相同，載人飛行器的骨架和操縱桿的大多數(shù)主要零部件都是用高強(qiáng)度鋁合金7075-T73切削加工的，又細(xì)又輕又有足夠的強(qiáng)度，其他部分如托架、壓板折疊裝置、防護(hù)板、門和蒙皮板、推進(jìn)器氮?dú)飧椎仁怯贸尚涡阅芰己玫闹械葟?qiáng)度合金6061-T6制造的。衛(wèi)星外罩可用2014合金或7075合金制造，如果燃料為液氧與液氫，則其貯槽可用2219合金制造，它們都是常規(guī)合金，可用其板材焊接這些零部件，它們的尺寸不很大，制造工藝也不復(fù)雜。在航天器發(fā)射裝置中，最大與最難加工的是火箭燃料槽的連接環(huán)，是用數(shù)控碾環(huán)成形技術(shù)加工的，它的外徑為3m~9m。這類大鍛環(huán)中國都能加工，中國是繼美國、俄羅斯之后世界上第三個(gè)能夠生產(chǎn)直徑超過5m的鋁合金鍛環(huán)的國家。
2013年6月11日17時(shí)38分，神舟十號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，它的運(yùn)載火箭一、二級(jí)推進(jìn)艙的連接環(huán)是西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)的。從“神一”到“神十”，東北輕合金有限責(zé)任公司與西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為運(yùn)載火箭與航天器提供了大量的超強(qiáng)、超韌、耐腐蝕、抗高溫以及超塑性鋁合金材料及鍛件。
中國成功突破了巨形鋁合金鍛環(huán)的成型難關(guān)，一石驚天，中國于2014年12月末制成了外徑8.7m、內(nèi)徑8.32m、高0.35m的頂尖的超級(jí)2219鋁合金鍛環(huán)，用作火箭推進(jìn)艙的連接環(huán)，大型鍛環(huán)除用作推進(jìn)艙的連接環(huán)外，還在風(fēng)力發(fā)電裝置、石油化工設(shè)備、礦山機(jī)械、電站裝備、核電裝備中有著廣泛的應(yīng)用。這個(gè)特大鍛環(huán)是無錫市民營企業(yè)派克重型鑄鍛有限公司研發(fā)的，它成立于2006年，通過了ISO9001：2008質(zhì)量管理體系、國家壓力管道資質(zhì)認(rèn)證，并取得包含DNV、IR、CCS、ABS在內(nèi)的9家航級(jí)社認(rèn)證。
2006年8月4日西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司生產(chǎn)出被譽(yù)為“亞洲第一環(huán)”的5m級(jí)大鍛環(huán)，2008年國慶前夕又生產(chǎn)出6m級(jí)大鍛環(huán)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，對(duì)提升中國航天工業(yè)配套水平具有重要意義，當(dāng)下我們可以自豪地說，航天工業(yè)所需的連接鍛環(huán)，不管多大，我們都能順利生產(chǎn)，并能滿足出口，派克重型鑄鍛有限公司已是西門子公司的認(rèn)證供應(yīng)商。
繼西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司2006年8月4日生產(chǎn)出5m連接環(huán)后，同年12月30日從東北輕合金有限責(zé)任公司又傳來喜訊，它們用自行設(shè)計(jì)制造具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)軋生產(chǎn)線，生產(chǎn)出了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的火箭推進(jìn)艙連接鍛環(huán)。該環(huán)直徑5150mm、厚100mm。2004年以前中國只能生產(chǎn)直徑3m以下的鍛環(huán)，為了滿足國防軍工及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)直徑≥5m鋁合金鍛環(huán)的需求，東北輕合金有限責(zé)任公司決定自主研發(fā)環(huán)軋生產(chǎn)線，2005年6月開始設(shè)備安裝工作，2006年3月環(huán)軋生產(chǎn)線安裝工作全部結(jié)束，2006年6月中國航天局一院的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與研制“嫦蛾工程”所需的超大直徑鋁合金鍛環(huán)進(jìn)展情況到該公司調(diào)研，對(duì)該公司的環(huán)軋生產(chǎn)線給予高度評(píng)價(jià)與肯定。生產(chǎn)線于9月12日一次試車成功，軋得直徑4m的環(huán)件。不僅證明生產(chǎn)線各機(jī)臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，而且固溶處理爐的最大溫度偏差只有±2℃，完全可以滿足2xxx系、7xxx系合金對(duì)淬火溫度的要求。
“天宮一號(hào)”資源艙鋁－鋰合金建造 減重10%以上
2011年9月29日21時(shí)25分，中國自主研制的載人飛行器——天宮一號(hào)順利地進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射圓滿成功。天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器總長10.4m，重約8.5t，艙體結(jié)構(gòu)最大直徑3.35m。它的運(yùn)行高度約370km，在軌道上的運(yùn)行時(shí)間2年，可以與載人飛船進(jìn)行幾次對(duì)接。天宮一號(hào)為兩艙結(jié)構(gòu)，一個(gè)是試驗(yàn)艙，另一個(gè)為資源艙。前者為密封的，是航天員駐留生活和工作的地方，分為密封段和非密封段。密封段是航天員活動(dòng)區(qū)，而所有的科學(xué)試驗(yàn)設(shè)備都裝于非密封段。
天宮一號(hào)這個(gè)中國的第一個(gè)低軌道、長壽命大型載人航天器的設(shè)計(jì)壽命為2年，總重量8.6t。在資源艙也就是天宮一號(hào)的后艙內(nèi)裝有動(dòng)力系統(tǒng)（含超強(qiáng)電力的大型太陽能電池板）、推進(jìn)系統(tǒng)和能源。它的主要任務(wù)是為天宮一號(hào)的飛行提供能源保障，并控制飛行姿態(tài)。資源艙加足燃料后的重量約1.4t。
天宮一號(hào)電源分系統(tǒng)的全部設(shè)備（太陽能電池翼）都在資源艙內(nèi)，再加上艙內(nèi)儲(chǔ)備的燃料都為飛行器提供運(yùn)行能量。艙內(nèi)還有一個(gè)極為關(guān)鍵的零件——控制力矩陀螺，用來控制天宮一號(hào)的飛行姿態(tài)，重約50kg，是用有色金屬制的。
天宮一號(hào)將在軌運(yùn)行兩年，資源艙內(nèi)不但有太陽能電池、動(dòng)力系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，以及控制力矩陀螺，還必須加裝足夠的燃料。因此，必須減輕艙段結(jié)構(gòu)部分重量。由于常規(guī)的高強(qiáng)度2xxx系合金及超高強(qiáng)度7xxx系合金早已成功應(yīng)用，所以設(shè)計(jì)人員想用各項(xiàng)性能與常規(guī)結(jié)構(gòu)鋁合金的相當(dāng)，而密度又比它們的小一些的航天鋁合金——鋁－鋰合金，它的一個(gè)重要特點(diǎn)是其密度低與彈性模量高。在鋁合金中，鋰與鈹是降低其密度最有效的合金元素，鋰在鋁中的最大溶解度為4.2%，向鋁中每添加1%鋰，可使其密度下降約3%，而其彈性模量則上升約5%。
當(dāng)前世界上可以生產(chǎn)鋁－鋰合金的國家與企業(yè)是：中國的西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，美國的美國鋁業(yè)公司的達(dá)文波特廠、力拓－加鋁集團(tuán)的雷文斯伍德鋁業(yè)公司及法國的伊蘇爾鋁業(yè)公司，英國的基茨格林鋁業(yè)公司，俄國聯(lián)合鋁業(yè)公司的卡緬斯克鋁加工廠。中國于上世紀(jì)60年代初研制成鋁－銅－鋰系合金S141，90年代中期西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司從俄羅斯引進(jìn)鋁－鋰合金真空熔煉爐及鑄造設(shè)備，從此中國可批量生產(chǎn)鋁－鋰合金板材、型材與鍛件等。
鋰是一個(gè)化學(xué)活性很大的金屬元素，因此鋁－鋰合金必須在真空爐內(nèi)熔煉，熔體也必須在有保護(hù)氣氛條件下鑄造，熔鑄是生產(chǎn)鋁－鋰合金最為關(guān)鍵的技術(shù)。
中國大飛機(jī)C919型客機(jī)機(jī)身等直段部段也是用鋁－鋰合金制造的，由中航工業(yè)洪都公司制造，已于2010年12月上旬順利下線，所用的鋁－鋰合金板材由美國鋁業(yè)公司提供，來自達(dá)文波特廠。等直段位于大客機(jī)機(jī)身前部，是寬度相等的筒狀結(jié)構(gòu)部段，全長7.45m、寬4.2m、高4.2m。是中國國內(nèi)民用飛機(jī)上首次采用鋁－鋰合金制造的部段。
美國航空航天局（NASA）也于2008年選定美國鋁業(yè)公司為其戰(zhàn)神一號(hào)載人運(yùn)載火箭生產(chǎn)鋁－鋰合金板材，其中僅薄板的訂貨量就達(dá)453.6t，全部用2195鋁－鋰合金軋制。該合金于1992年定型并在美國鋁業(yè)協(xié)會(huì)（AA）注冊(cè)，是美國鋁業(yè)公司研發(fā)的。由美國鋁業(yè)公司匹茲堡技術(shù)中心生產(chǎn)鑄錠，達(dá)文波特廠軋制薄板。
2012年1月初，西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司試制成功了用于大飛機(jī)項(xiàng)目專用的第三代新型鋁－鋰合金。在填補(bǔ)國內(nèi)該產(chǎn)品生產(chǎn)空白的同時(shí)，也為大飛機(jī)加速實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的材料基地。
2010年12月2日，國產(chǎn)C919大型客機(jī)鋁－鋰合金機(jī)身等直段部件在中航工業(yè)洪都公司大飛機(jī)部安裝廠房順利下線。等直段位于大客機(jī)機(jī)前部，是寬度相等的筒狀結(jié)構(gòu)部段，長7.45m，寬4.2m，高4.2m。該部段采用鋁－鋰合金制造在國內(nèi)民機(jī)生產(chǎn)中尚屬首次。
