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碳碳復合材料應(yīng)用前景怎么樣?

  目前,國產(chǎn)飛機型號使用復合材料的比例越來越高,使用復合材料的部件越來越大,復合材料部件的結(jié)構(gòu)也越來越復雜。復合材料部件逐漸從次要承力部件轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕辛Σ考?,復合材料的垂直安定面、水平尾翼、前機身、艙門、整流罩等已在多型飛機上使用并形成批量生產(chǎn)能力。機翼、旋翼等主要承重部件也已經(jīng)小批量生產(chǎn)[3]。我國飛機中使用復合材料最多的是新研制的中高空長航時無人機,機身使用70%的復合材料,翼展18米,都是復合材料結(jié)構(gòu)。其中,機翼整體盒段采用設(shè)計工藝一體化技術(shù),共固化機翼前后梁、上蒙皮和所有中間翼肋,在復合材料應(yīng)用技術(shù)上有所突破。在我們自己設(shè)計制造的直升機上,使用復合材料最多的是Z10特種武裝直升機,它的主槳葉、尾槳葉和尾段都是復合材料。  

  先進復合材料技術(shù)的實際應(yīng)用在飛機的設(shè)計和制造中起著重要的作用。這是因為復合材料的許多優(yōu)異性能,如高比強度和比模量、優(yōu)異的抗疲勞性能和獨特的材料可設(shè)計性,是飛機結(jié)構(gòu)所希望的理想性能。高性能飛機要求結(jié)構(gòu)重量輕,能降低油耗,延長空時,飛得更高更快或具有更好的機動性;還可以安裝更多的設(shè)備,提高飛機的綜合性能。減輕結(jié)構(gòu)重量可以大大節(jié)約飛機的使用成本,獲得明顯的經(jīng)濟效益。

  據(jù)外電報道,先進的戰(zhàn)斗機每減輕1公斤體重可以節(jié)省1760美元。西方國家在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)了從非受力部位和次受力部位到主要受力部位的過渡,而不考慮劑量就是技術(shù)覆蓋面有了很大的發(fā)展。目前,在研戰(zhàn)斗機使用的復合材料可占飛機結(jié)構(gòu)總重量的50%以上。飛機隱身技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進一步擴大了對復合材料技術(shù)的需求。全復合材料飛機出現(xiàn)在民用飛機(如李爾Fan 2100、Starship和Vayager)之后,出現(xiàn)了全復合材料機身的隱身轟炸機B2。另外,只有使用復合材料,才能在X-29上實現(xiàn)前掠翼[2]。


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