碳纤维复合材料在飞机结构中的应用 .中航工业飞机强度研究所

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1、ASRI中国飞机强度研究所（ASRI）碳纤维复合材料在飞机结构中的应用碳纤维复合材料在飞机结构中的应用沈真中国飞机强度研究所第161616161616届中国国际化纤会议江苏吴江2010年9月2-3日应用概况应用概况AC20AC20--107A107A（（19841984年年44月月2525日日）日日日）日））本咨询通报针对复合材料飞机结构，，其中包括纤维增强材料，，其中包括纤维增强材料，其中包括纤维增强材料，，例，，例，例如碳碳（碳碳（碳（（石墨（（石墨（石墨）、硼硼、硼硼、硼、、芳纶、、芳纶、芳纶（（凯芙拉（（凯芙拉（凯芙拉））和玻璃纤维））和玻璃纤维）和玻璃纤维增强塑料飞机结构

2、的适航性验证要求，，提出了一种能符合联邦航空条例，，提出了一种能符合联邦航空条例，提出了一种能符合联邦航空条例（FAR））第））第）第23，25，27和29部各条款的、、可接受但非惟一的方法、、可接受但非惟一的方法、可接受但非惟一的方法。AC20AC20--107B107B（（20092009年年99月月88日日）日日日）日））本咨询通报针对复合材料飞机结构，，其中包括纤维增强材料，，其中包括纤维增强材料，其中包括纤维增强材料，，例，，例，例如碳和玻璃纤维增强塑料飞机结构的适航性验证要求，，提出了符合联，，提出了符合联，提出了符合联邦法典14卷卷（卷卷（卷（14CFR））航空规章第

3、））航空规章第）航空规章第23，25，27和29部各规章可接受但非惟一的方法。应用概况应用概况T300为代表，，包括，，包括，包括AS4、HTA等是第一代T800为代表，，包括，，包括，包括IM6、IM7、HTS等是第二代T700S原来是为需要高拉伸强度的工业和休闲产品，，包括压力容，，包括压力容，包括压力容器等而研制的，，在适当提高其拉伸模量和粘附性能后，，在适当提高其拉伸模量和粘附性能后，在适当提高其拉伸模量和粘附性能后，T700G也用于要求优异复合材料性能的飞机和高端体育器材T1000的研制并不是以飞机结构为应用对象的M40J是中模高强碳纤维，，飞机结构中如直升机旋翼结构得到

4、了，，飞机结构中如直升机旋翼结构得到了，飞机结构中如直升机旋翼结构得到了少量使用几种碳纤维的描述（取自Toray产品介绍）类型牌号材料描述是航宇应用的基准碳纤维，已有20多年的应用历史和T30030年的生产史，其复合材料性能比较均衡，质量与一致性好，供应可靠，丝束规格包括1K,3K,6K和12K.高强标准模量碳纤维，对纤维缠绕、机织和预浸具有标准出色的工艺性，用于各种需要高拉伸强度的工业和休模量T700S闲产品，包括压力容器（如天然气瓶、氧气瓶等），丝束规格包括6K、12K和24K拉伸模量和粘附性能优于T700S，其应用范围包括要求T700G优异复合材料性能的飞机和高端体育器材高强

5、中模碳纤维，具有高水平和均衡的复合材料性能，用于满足飞机应用的减重要求。在民用飞机主结构中中模T800H得到应用，包括垂尾和水平安定面，丝束规格包括6K和12K模量最高的高模量碳纤维，通常用于刚度和热膨胀系高模M40J数关键的应用，如宇宙飞船、高级运动器材和工业用滚轴等ASRI中国飞机强度研究所（ASRI）上世纪70年研制的F/A-18A/B，，采用了，，采用了，采用了Carbon/3501-5复合材料机翼、、控制面、、控制面、控制面、、垂尾和机身蒙皮、、垂尾和机身蒙皮、垂尾和机身蒙皮，，占结构重量的，，占结构重量的，占结构重量的12%。在上世纪70年代后期研制了AV-8B，，当时

6、使用复合材料的动力是，，当时使用复合材料的动力是，当时使用复合材料的动力是追求性能和减重，，复合材料用量占结构重量的，，复合材料用量占结构重量的，复合材料用量占结构重量的28%，，主要的材料是，，主要的材料是，主要的材料是Carbon/3501-6epoxy，，用于机翼蒙皮，，用于机翼蒙皮，用于机翼蒙皮、、控制面、、控制面、控制面、、前机身蒙皮前中央、、前机身蒙皮前中央、前机身蒙皮前中央机身蒙皮，，并开始用于机翼，，并开始用于机翼，并开始用于机翼、、控制面和机身骨架、、控制面和机身骨架、控制面和机身骨架，，在受热零件上使用，，在受热零件上使用，在受热零件上使用了BMI。CC2264

7、3020.pptASRI中国飞机强度研究所（ASRI）在上世纪80年代复合材料在飞机结构上增加应用的目的是隐身身，身身，身，，在此期间研制的，，在此期间研制的，在此期间研制的F-117和B2，，复合材料用量占结构重量的，，复合材料用量占结构重量的，复合材料用量占结构重量的40%，主要使用Carbon/epoxy，，以及一些特殊的树脂和增强体，，以及一些特殊的树脂和增强体，以及一些特殊的树脂和增强体。上世纪90年代复合材料在军机上的用量有所降低(F/A-18E/F和F-