复合材料在飞机主结构中的应用动向

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1、第32卷第10期化工新型材料Vol132No1102004年10月NEWCHEMICALMATERIALS·51·海外动向复合材料在飞机主结构中的应用动向黄汉生　编译　　波音公司最近在开发双走道喷气客机B7E7时,径。欧洲空中客车公司明年推出的555座位(初步计拟采用包括纤维增强塑料(FRP)在内的材料制造机划)客机A380飞机主结构中,开始使用兼具金属和复翼和机身。波音公司在选择过程中,对选用金属材合材料优点的玻璃增强铝(Glare),它是由荷兰Delft技料还是复合材料有过强烈抗争。铝工业可提供和复术大学开发的金属与复合材料的协同杂化材料,它不合材料一样轻的铝合金,如果复合材料公司在成本仅

2、比老式结构能减轻25%的重量,而且比铝更不容易方面不取得进展,波音公司就可能选用铝了。此外,疲劳,并且价格低于纯复合材料。此外,该材料还可复合材料还有耐久性好,所需维护少,零部件可以整用接近传统的制造技术制成结构。Fokker飞机结构合,开发潜力大等优点。波音公司强调以下一个信公司由其设于Papendrecht的新工厂供应A380机身壁息:其开发的210～250个座位的新型客机将是超节板并在现场加工制成弯曲形纵梁。能的,估计使用的燃料比目前这一代同样大小宽机去年,空中客车公司高级副总经理RobertLa2身客机少12%。每架7E7客机将需要约28t韧化的fontan宣布,Glare还将用于垂直

3、和水平安定面前缘碳纤维增强环氧树脂、叠层材料和夹层材料。如果口形鼻部。此决定证明这种材料足以耐鸟撞击,将波音公司在20年间售出3000架7E7,那么增强塑料减少14m高的机尾翼设计重量的20%。工业可指望供应715万t高性能复合材料。与此同时,波音公司也不回避纤维与金属叠合7E7的首航飞行预定于2007年进行,样机可能材料,该公司采用一种钛与复合材料杂化材料用作在5年后开始服役。为了研发和制造7E7,波音公司机翼的某些零部件。与5家公司洽谈,包括意大利的Alenia飞机公司、美A380也使用传统的复合材料结构,例如其机翼国Vought工业公司、日本富士、川崎和三菱重工业公外皮40%使用碳纤维增

4、强塑料(CFRP),可减轻重量司。Vought公司和Alenia公司将生产机身中央部分115t,将全装备的结构重量减至1116t。机尾的大部和水平安定面总成,共占总结构的26%。富士公司分包括尾翼和安定面是碳纤维复合材料。机身后部将制造机翼中央蒙皮,三菱公司将生产机翼蒙皮,川用碳纤维蒙皮板制成,粘接到复合材料与合金组合崎公司将生产机身前部分。日本公司的份额将达到材料的机架上。采用的复合材料总共占A380机架总工作量的35%,与波音公司本公司的相等。波音重量的大约16%,比全金属结构轻15t。空中客车公公司将制造垂直尾翼、固定活动机翼前缘以及机身司的国际合作和转包商包括西班牙的EADS2Casa

5、航前部的一部分,机身和机翼间的整流罩和机翼活动空航天公司,该公司负责水平安定面,马来西亚复合后缘将在设于美国、加拿大和澳大利亚的工厂制造。材料技术研究公司制造前缘机翼壁板,日本JAMCO想成为7E7飞机结构二次转包商的有法国Late公司生产碳素上甲板横梁和尾翼中央包皮的加强肋-Coere公司,它在2003年11月加入7E7机架技术和纵梁。组,希望制造机身部分和机舱门。马来西亚的复合空中客车公司A380计划执行副总裁Charles材料技术研究公司投标争取后压力舱壁部分的制Champion说,复合材料在飞机上的使用比率可能已造,一系列中国公司,包括北京2Hexcel2AVIC联合企超过目前的16%

6、,成本也较低。业BHA公司制造飞机复合材料件。航空航天复合材料部门正在飞机制造中的成本虽然波音公司在使用复合材料方面对空中客车最高的部位寻求昂贵的预浸料/热压罐技术的替代公司构成威胁,但是后者正在采取根本不同的新途技术。·52·化工新型材料第32卷一种适合用于固定横截面长形部件的替代技术司已放弃了该公司对其80年代的老式Starship飞机是拉挤技术。例如,空中客车公司在A380的机舱使采取的全复合材料的态度,已规定Premier和Horizon用长7m、厚0125m的拉挤成型地板梁。另一替代技商用飞机都用金属制造机翼。这表明设计师对于这术是用自动加工制造和装配法代替一向使用的手工一用途选用最

7、合适材料的动向。法。虽然增强塑料明显达到商业飞机的先进性标热塑性塑料复合材料可以热压成型,这种复合准,但是它们仍主要用于区域性飞机,希望制造厂家材料准备用于整个机翼前缘以及机翼的加强肋和托增加下一代产品的复合材料用量。架。目前的另一技术热点是树脂膜熔融(RFI)法,空奥地利的Diamond飞机公司刚为设在Weiner中客车公司正在利用熔融法制造机翼壁板,垂直安Neustadt的工厂举行落成典礼,该