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碳碳复合材料应用前景怎么样?

  目前,国产飞机型号使用复合材料的比例越来越高,使用复合材料的部件越来越大,复合材料部件的结构也越来越复杂。复合材料部件逐渐从次要承力部件转变为主要承力部件,复合材料的垂直安定面、水平尾翼、前机身、舱门、整流罩等已在多型飞机上使用并形成批量生产能力。机翼、旋翼等主要承重部件也已经小批量生产[3]。我国飞机中使用复合材料最多的是新研制的中高空长航时无人机,机身使用70%的复合材料,翼展18米,都是复合材料结构。其中,机翼整体盒段采用设计工艺一体化技术,共固化机翼前后梁、上蒙皮和所有中间翼肋,在复合材料应用技术上有所突破。在我们自己设计制造的直升机上,使用复合材料最多的是Z10特种武装直升机,它的主桨叶、尾桨叶和尾段都是复合材料。  

  先进复合材料技术的实际应用在飞机的设计和制造中起着重要的作用。这是因为复合材料的许多优异性能,如高比强度和比模量、优异的抗疲劳性能和独特的材料可设计性,是飞机结构所希望的理想性能。高性能飞机要求结构重量轻,能降低油耗,延长空时,飞得更高更快或具有更好的机动性;还可以安装更多的设备,提高飞机的综合性能。减轻结构重量可以大大节约飞机的使用成本,获得明显的经济效益。

  据外电报道,先进的战斗机每减轻1公斤体重可以节省1760美元。西方国家在很短的时间内实现了从非受力部位和次受力部位到主要受力部位的过渡,而不考虑剂量就是技术覆盖面有了很大的发展。目前,在研战斗机使用的复合材料可占飞机结构总重量的50%以上。飞机隐身技术的发展和应用进一步扩大了对复合材料技术的需求。全复合材料飞机出现在民用飞机(如李尔Fan 2100、Starship和Vayager)之后,出现了全复合材料机身的隐身轰炸机B2。另外,只有使用复合材料,才能在X-29上实现前掠翼[2]。


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