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碳纖維復合材料已成為先進飛行器結構的基本材料

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/4/11     瀏覽次數:    

      “輕質化、長壽命、高可靠、高隱身、高突防、效能高、低成本”是新一代飛行器的發展目標,而碳纖維復合材料,憑借著自身輕質、高強、可設計、耐疲勞、耐高溫等優點,逐漸使用于飛行器上,成為先進的飛行器結構的基本材料。

縱觀國內外,飛行器結構使用碳纖維復合材料大致可分為三個階段:第①階段,用于受力較小或者非承力件,如艙門、口蓋、整流罩以及襟副翼、方向舵等;第②階段,用于垂尾、平尾等尾翼一級的次承力部件;第③階段,用于機翼、機身等主承力結構。碳纖維復合材料的密度為1.7g/cm^3,強度1500MPa,而傳統的飛行器制造材料鋼、鋁,它們的密度分別為2.7g/cm^3、7.85g/cm^3,強度分別為600MPa、265MPa。

碳纖維復合材料使用于飛行器結構上已經經歷了半個世紀,并取得了巨大的成功,獲得了寶貴的經驗。但是從發展角度看,想要擴大使用,還需解決一系列問題:

1、減重效率有待進一步提高。造成這個問題主要有三方面原因:設計合理性、材料穩定協調性以及檢測可靠性。

2、降低成本勢在必行。飛行器碳纖維復合材料結構成本主要來源于制造工藝、驗證分析試驗和增強纖維材料等三大方面。

3、加快自動化程度與材料高性能化需深化研究。盡管自動鋪放技術近幾年發展迅速,但是對飛行器碳纖維復合材料結構制造工藝,無論是單個構件制造過程還是不同類的結構件,其自動化普適性均有待根本改進,以進一步提高生產效率與質量。


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