航空材料技术成熟度等级划分与评价方法研究

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1、航空材料技术成熟度等级划分与评价方法研宄摘要：航空材料技术成熟度对航空产品的研制起着至关重要的作用。文章根据航空材料的技术特点对航空材料技术成熟度等级进行了重定义，分析了材料技术成熟度与产品技术成熟度之间的关系，并使用基于CTE权重的技术成熟度评价方法，以AAA牌号钢为例进行了技术成熟度模拟评价。关键词：航空材料；技术成熟度等级；技术成熟度评价引言材料是武器装备的技术基础和先导，对武器装备研制成败具有重大的影响，因此材料的技术成熟度评价无论是对材料本身的研制还是对相关产品开发都十分重要。任何一项技术都必然有一个产生、发展、成

2、熟的过程，材料也不例外，也遵循相似的演变轨迹。材料技术成熟度是指材料相对于某个具体系统或项目目标所处的发展状态，以等级的方式来描述材料从萌芽状态到成功应用的整个过程。航空武器装备的工作条件十分复杂，就飞机而言，军用飞机要求提高机动性、近距格斗和全天候作战的能力；民用飞机则要求安全性、可靠性、舒适性、经济性；发动机要求大推比和长寿命发动机；所以，在航空领域，对材料更为苛刻，主要有耐高温、高比强、抗疲劳、耐腐蚀、长寿命和低成本等，显而易见，航空材料技术成熟度在一定程度上决定了航空武器装备的发展。文章就针对航空材料技术成熟度评价方

3、法进行初步探讨。为了便于后续文中使用和追溯理解，首先介绍一下有关基本概念的缩写和定义：(1)技术成熟度等级(TRL,TechnologyReadinessLevel):对技术成熟度进行量度和评测的一种标准。基于事物发展客观规律，将技术从萌芽状态到成功应用于某个具体系统或项目的整个过程划分为若干个阶段；为管理层和科研人员提供了标准的通用语言。(2)技术成熟度评价(TRA，TechnologyReadinessAssessment)：采用技术成熟度标准，通过一套科学、严谨的实施程序评价系统或项目中各项关键技术的技术成熟度。(3)

4、关键技术元素(CTE，CentralTechnologyElement):是指在规定的时间、规定的费用范围之内为完成项目设定的性能要求和任务，必须依赖的技术。(1)工作分解结构(WBS，WorkBreakdownStructure)是指把项目可交付成果和项目工作分解成较小的、更易于管理的组成部分的过程。1航空材料技术成熟度等级的重定义(TRL)1.1材料技术成熟度与产品技术成熟度之间的关系技术成熟度(TechnologyMaturity)的定义为技术相对于某个具体系统或项目目标所处的发展状态，因此在评价材料的技术成熟度时，必

5、须明确材料的应用目标才可以涵盖材料技术成熟度的内涵。比如，AAA牌号钢在某型号中同时被用于制造飞行参数记录仪保护壳体和飞机起落架；显然，前者的技术成熟度要远远高于后者的技术成熟度，但是，制作保护壳体的技术并不能代表真实的AAA牌号钢技术成熟度水平；因此，科研管理者和技术人员最关心的材料技术成熟度，是指材料制作典型制件、并在典型环境中应用时的技术成熟度。同样一种材料，用于不同制件，其技术成熟度水平会出现明显差异，这其中的原因可以从技术成熟度评价方法中找到答案。此外，航空材料的成熟度与产品的成熟度有着密切的关系，只有实现了材料与

6、产品研发的密切互动，才能协调好技术、投资以及研制周期之间的关系，取得良好的经济效益及技术效益。材料与航空产品技术成熟度之间的关系见表1。从表1中可以看出，材料技术的成熟度是航空产品技术成熟度的基础，材料开发与航空产品开发需要互动、匹配，这样才能减小研制风险、缩短研制周期、节约研制经费；理想的安排是材料TRL9与航空产品TRL6对应，以便使航空产品的TRL6〜TRL9阶段的时间间隔缩短。根据历史的经验，如果不以客户需求为导向，而且材料开发与发动机开发不并行、不互动、两者的技术成熟度不匹配，那么材料的研制周期将长达10年;反之，

7、如果加强了供需双方的联系，材料的研制周期可缩短到2〜3年。1.2航空材料技术成熟度等级重定义尽管美国国防部的技术成熟度等级得到广泛的认同和使用，但对于不同行业、不同背景的项目来说，技术载体、试验环境、试验内容都有各自的特殊性，通用的TRL定义往往由于缺乏针对性，而导致对于项目的成熟度描述不够准确。因此，需要针对航空材料TRL进行重定义（具体化），形成能够更加准确的体现航空材料技术特点的、针对性和适用性更强的TRL定义。重定义的原则不是推翻通用的TRL定义，而是细化、体现特点，便于评价时理解和评判，航空材料TRL重定义见表2。

8、航空材料技术成熟度等级的划分，做到了具体化评价方法、指定验证环境和技术载体、分步控制风险，是对航空材料技术成熟程度进行度量和评测的一种“标准和尺度”，是技术专家与管理部门沟通采用的“主要语言”。2航空材料技术成熟度评价方法2.1结合目标识别关键技术（CTE确定）在评价技术成熟度时，核心步骤