大飞机复合材料新技术

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1、新一代大型客机的概念新一代大型客机主要指:上世纪90年代开始研发，本世纪初使用的效率（Efficiency）经济（Economics）超凡的乘座舒适和便利（Extraordinarycomfortandconvenience）环保（Environmental）4E综合性能比当前航线使用的客机有很大提高的大型商用运输机。新一代大型客机的研发空中客车公司波音公司强调航空枢纽间的交通对整个市场的重要性·研发双层客舱480~650座，超大型客机A380（2005年首飞）作为与波音787抗衡，2005年5

2、月宣布研发250座级客机A350（预计2010年投入运营）曾尝试研发500座级超大型客机波音763-246C（1999年公布）和音速巡航客机（2001年公布），但市场调查结果表明：机场间点对点运输市场潜力巨大。因此，改变计划，研发具有超凡的乘座舒适和便利的人性化设计的200~300座波音7E7即波音787（2007年首飞）2006-2025年全世界大中型民用客机需求量预测国外大型客机发展趋势未来二、三十年内大型客机在总体布局上与当代飞机不会有很大差别，但在综合性能方面将有很大的提高。飞机安全性提

3、高10倍，即事故率降低到现在的1/10；经济性提高一倍，即运输成本降低50%；废气排放减少到现在的1/5～1/3；噪声减少到现在的1/4～1/2；研制周期缩短30%，研制费用降低35%，制造成本减少30%；飞机的阻力水平降低10%～20%，巡航效率增加30%。欧美国家的大型客机制造商正在发展新一代大型客机，其中包括波音787、A350及波音737和A320的后继机，这些飞机的技术水平同当前服役的飞机相比性能水平有了较大提高。国外大型客机发展趋势（续）波音787、A350飞机性能改进与同级别的其他

4、飞机相比，节省15%~20%的燃油排放比类似飞机减少20%左右起降噪声更小，如A350对机场附近居民的噪声影响减少了60%座公里成本降低10%左右采用智能化航电系统，使飞机使用安全可靠有显著的提高波音737、A320后继机性能改进综合使用性能将比现在服役的波音737和A320高15%~20%全复合材料主机身和机翼结构电传操纵、多电系统结构视景增强系统-综合航空电子系统复合材料（纤维增强聚合物基复合材料）在大型民机机体结构上大量应用是现代大型民机显著特点之一；复合材料已成为现代大型民机首要结构材料

5、，结束了铝合金为主的机体结构选材时代。大型客机复合材料用量随年度变化新一代大型客机机体结构材料使用比例（重量百分比）机型复合材料铝合金钛合金合金钢其他材料A380（2005-04-27首飞）CFRP22GLARE361104波音787（2007-07-08下线）CFRP45CFPR52015105A350XWB(正在研发)53191468飞机复合材料结构技术20世纪60年代以硼/环氧为代表，先进复合材料问世，源于军机结构减重需求。技术发展水平现状以战斗机、轰炸机上复合材料结构应用为代表。技术成熟

6、程度以干线客机（运输类飞机）上复合材料结构应用为标志。大量移植采用军机复合材料结构技术是民机复合材料技术发展的显著特点之一。飞机复合材料结构技术结构试用与航空工业认可(20世纪60年代~70年代中)复合材料飞机结构应用与航空工业认可在F-14、F-15和F-16尾翼上完成。建立规范：MILHDBK-17A聚合物基复合材料，用于指导复合材料结构设计选材和材料性能许用值确定。复合材料结构应用技术研究（70年代中~80年代）军机民机F-18复合材料机翼研制（1987）和AV-8B复合材料前机身、机翼研

7、制（1982）用于研究复合材料结构完整性。X-29前掠翼验证机气动弹性剪裁技术研究（1984.12首飞）。1982年10月~1987年3月空军执行“复合材料飞机主结构损伤容限研究”计划，解决特殊的低能量冲击问题。B-2轰炸机大型整体壁板翼身融合体研究（1989）NASARP1142（1985）公布MILHDBK-17B（1988.2）公布MILA-87221（USAF）1985.2公布NASA（1976~1985）主持ACEE计划（AdvancedCompositeEnergyEfficienc

8、y，飞机节能计划），结构减重、节省燃油、增加商载，突破尾翼级复合材料应用。FAAAC20-107复合材料飞机结构（1978.7）公布用于指导民机复合材料结构设计。不久，FAAAC20-107A（1984.4）公布复合材料结构应用技术研究（80年代中~90年代）军机民机复合材料结构应用已从为了结构减重扩大到提高飞机综合性能，代表机型为F-22。机翼整体蒙皮壁板、前掠翼壁板、翼身融合体、机身主承力框和梁、S进气道、水平尾翼枢轴等主承力结构件装机厚板结构、大型整体结构和复合材料/金属混合结构的设计、制