2011年9月29日21時25分，中國自主研制的載人飛行器——“天宮一號”順利地進入預定軌道，發(fā)射圓滿成功。“天宮一號”目標飛行器總長10.4m，重約8.5t，艙體結構最大直徑3.35m。它的運行高度約370km，在軌道上的運行時間為2年，可以與載人飛船進行幾次對接。“天宮一號”為兩艙結構，一個是試驗艙，另一個為資源艙。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區(qū)，而所有的科學試驗設備都裝于非密封段。

　　“天宮一號”這個中國的第一個低軌道、長壽命大型載人航天器的設計壽命為2年。在資源艙也就是“天宮一號”的后艙內(nèi)裝有動力系統(tǒng)（含超強電力的大型太陽能電池板）推進系統(tǒng)和能源。它的主要任務是為“天宮一號”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”電源分系統(tǒng)的全部設備（太陽能電池翼）都在資源艙內(nèi)，再加上艙內(nèi)儲備的燃料都為飛行器提供運行能量。艙內(nèi)還有一個極為關鍵的零件——控制力矩陀螺，用來控制“天宮一號”的飛行姿態(tài)，重約50kg，是用有色金屬材料制作的。

　　資源艙減重10%以上，鋁-鋰合金功不可滅

　　“天宮一號”將在軌運行兩年，資源艙內(nèi)不但有太陽能電池、動力系統(tǒng)和推進系統(tǒng)，以及控制力矩陀螺，還必須加裝足夠的燃料。因此，必須減輕艙段結構部分重量。由于常規(guī)的高強度2XXX系合金及超高強度7XXX系合金密度較高，所以設計人員想用各項性能與常規(guī)結構鋁合金相當，而密度又比它們的小一些的航天鋁合金——鋁-鋰合金，它的一個重要特點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）有限責任公司，美國的美國鋁業(yè)公司（Alcoa）的達文波特廠（Davenport Works）、力拓加鋁集團（Rito Alcan）的雷文斯伍德（Ravenswood）鋁業(yè)公司及法國的伊蘇爾鋁業(yè)公司（Issoire），英國的加拿大鋁業(yè)公司（British Alcan），俄國聯(lián)合鋁業(yè)公司的卡緬斯克（Kamensk）鋁加工廠。中國于上世紀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）有限責任公司從俄羅斯引進鋁-鋰合金真空熔煉爐及鑄造設備，從此中國可批量生產(chǎn)鋁-鋰合金板材、型材與鍛件等。

　　鋰是一個化學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氣體條件下鑄造，熔鑄是生產(chǎn)鋁-鋰合金最為關鍵的技術。

　　中國大飛機C919型客機機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，所有的鋁-鋰合金板材由美國鋁業(yè)公司提供，來自達文波特廠。等直段位于大客機機身前部，是寬度相等的簡狀結構部段，全長7.45m、寬4.2m、高4.2m。是中國國內(nèi)民用飛機上首次采用鋁-鋰合金制造的部段。

　　美國航空航天局（NASA）也曾于2008年選定美國鋁業(yè)公司為其戰(zhàn)神一號載人運載火箭生產(chǎn)鋁-鋰合金板材，其中僅薄板訂貨量就達453.6t，全部用2195鋁-鋰合金（質量%：0.12Si，0.15Fe，3.7~4.3Cu，0.25Mn，0.25-0.8Mg，0.25In，0.10Ti，0.25-0.6Ag，0.8-1.2Li，0.08-0.16Zr，其他雜質每個0.05，總計0.15，其余為Al）軌制。該合金于1992年定型并在美國鋁業(yè)協(xié)會公司（AA）注冊，是美國鋁業(yè)公司研發(fā)的。由美國鋁業(yè)公司匹茲堡技術中心生產(chǎn)鑄錠，達文波特廠軋制薄板。

　　航空航天鋁材明星——老而先進的鋁-鋰合金家族

　　鋁-鋰合金是一種既老而又先進的高精航空航天材料，全世界只有5個國家的7個廠可以生產(chǎn)板材，11個可以生產(chǎn)擠壓型材，9個廠可以生產(chǎn)鍛件，生產(chǎn)合金材料的關鍵是溶煉鑄造，所以熔煉鑄造企業(yè)數(shù)就決定了這種高門檻合金材料的廠數(shù)，至于在擠壓與鑄造方面鋁-鋰合金并沒有特別的工藝，大多數(shù)可生產(chǎn)熱處理強化鋁合金材料的企業(yè)都可以生產(chǎn)。

　　說鋁-鋰合金是一個老的合金是因為在上世紀20年代初德國便研制成含鋰的鋁合金，其商品名稱為“Scleron”，典型成分（質量%）：12Zn，3Cu，0.1Li。1942年美國鋁業(yè)公司的Lebron申請了X2020合金（Al-4.5Cu-1.0Li-0.8Mn-0.5Cd）的專利。1957年此合金板材在美國海軍的A3j偵察機上得到應用，60年代初在超音速轟炸機B-58和殲擊機F-111上也得到少量應用。但由于其斷裂韌性低，以及對缺口的敏感性遠比7075合金的大，所以此合金的應用未得到推廣。后來原蘇聯(lián)研制成01420及BA 23鋁鋰合金。1971年英國富爾默（Fulmer）研究制制成了新的鋁-鎂-鋰-鋯合金，特別是1973年的石油危機以后，再次興起了研究鋁-鋰合金熱潮，在解決合金的低韌性與晶界脆性方面取得了突破性的成就，于是從上世紀80年代以來，各國的一些企業(yè)先后推出一批高性能的鋁-鋰合金，它們具有良好的綜合性能，在現(xiàn)行與未來的航空航在器中獲得廣泛的應用。