飞机不再金属专制 复合材料占比已超金属.pdf

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1、特别关注【飞机不再金属专制复合材料占比已超金属】如今，复合材料在飞机上的应用已非常广泛，复合材料在总材料中的比例逐步提高，成为衡量飞机结构先进性的重要指标。相对之下，常规的金属材料占比越来越小。近年来大型民机在结构选材方面，全金属材料过渡到全复合材料是种明显的趋势。美国贝奇飞机制造公司曾制造出世界上第一架全复合材料飞航空航天领域癿需求是碳纤机。它使用了耐热性能好的碳纤维层，中间夹有环氧化物。石墨维市场上癿一个亮点。目前，碳纤维增强复合材料（CFRP）和环氧化物的保护层包裹着一种蜂窝状材料。这种复合结构要比在飞机结构材料癿使用上限目前普遍使用的铝、钢和钛的合

2、金材料轻一半，强度和耐热性几约为50%～55%；正在研发乎相同。中癿支线飞机(小于200座癿窄体商用飞机)将采用15%～1）波音787梦想飞机37%癿复合材料。在2011～2020年癿10年间，通用航空波音787飞机主要由碳纤维复合材料制成。这种材料可像布领域可望增加12400架飞机，料一样剪裁，因此新的生产工序制造出的边角余料和废料减少了。公务机市场将新增13600架。现有的飞机主要是铝制的，必须铣削和切割掉大片或大块材料来新飞机上癿复合材料约占54%，公务机中占68%左右。制造飞机结构。被用来制造飞机零部件的原材料中，通常有90%在生产过程中成为了边角

3、余料。虽然这些材料可以再循环，但尽可能避免浪费无疑是更好的办法。787复合材料方案解决了这个效率问题。图表1波音787复合材料的使用787及777使用复合材料和铝材情况（按重量计算）波音波音材料777787资料来源：中国碳纤维网中科战略复合材料12%50%铝材50%20%与波音777飞机相比，复合材料在波音787中的占比有很大提升，达到50%，远超过铝所占的20%。而波音777中复合材料约占12%，铝占50%。以下为波音787材料应用中各主要成份的占比：1◆复合材料——50%；◆铝——20%；◆钛——15%；◆钢——10%；◆其他——5%。其中一个使用复合

4、材料替代铝材减少零部件数量的例子，体现在第一个桶状机身段上，1500张铝板共40000–50000个紧固件，紧固件减少了80%。图表2整件复合材料桶状构造资料来源：中国碳纤维网中科战略2）波音747-8飞机波音747系列的新机型波音747-8，家族成员包括747-8洲际飞机和747-8货机。这款新机型体现了很多新技术，包括复合材料的使用。与波音777飞机一样，747-8飞机广泛采用新一代铝合金，同时，它还在襟翼、扰流板、短舱和方向舵中采用石墨复合材料。图表3波音747-8飞机材料的使用情况2资料来源：中国碳纤维网中科战略747-8飞机使用的材料具有更卓越的

5、耐用性与抗腐蚀性和抗损坏性，能减少维修，增加飞机的可用性和创收时间。质量更轻的材料有助于减轻飞机重量。重量较轻的飞机其效率得以提高，油耗、维修成本、与重量相关的导航和起降费用降低。得益于此，747-8的重量将减轻907公斤（2000磅）。3）空客A380飞机大型客机空客A380约有25%由先进轻质复合材料制造，其中22%为碳、玻璃或者石英纤维增强塑料，3%为GLARE（一种玻璃纤维―铝层压板）材料。A380还采用了复合材料制成的中央翼盒，它是连接机翼与机身的非常重要的主体结构。包括后压力舱在内的后机身也有复合材料的使用。除复合材料外，A380还大量采用了先

6、进的合金材料，这些材料具有易于修理和维护的好处。每一种材料都根据不同部件预计将承受的负荷、压力和损坏程度而进行优化使用。4）空客A350XWB飞机新型A350XWB宽体飞机来说，复合材料的表现更加突出，所占比例超过了50%。它与相比同级别飞机结构相比重量更轻，超过70%的减重是由于采用了53%的复合材料以及钛合金、铝合金等先进材料。A350XWB宽体飞机的机身采用创新性的全新碳纤维增强型塑料，进一步减少了油耗，同时更易于维护。早在2010年12月8日，空中客车公司就开始了首个A350XWB碳纤维结构机身桶的生产。图表4A350XWB碳纤维结构机身桶的生产资

7、料来源：中国碳纤维网中科战略3空中客车公司在其位于西班牙的Illescas工厂开始了首个A350XWB碳纤维结构机身桶的生产。2012年4月25日，用于对A350XWB宽体飞机进行静态结构测试的飞机后端机身抵达总装线，空客A350XWB后机身段长20米，采用的是碳纤维复合材料，由机身尾段和四块后机身蒙皮组成。图表5首个空客A350XWB宽体飞机后机身段运抵总装线资料来源：中国碳纤维网中科战略将复合材料应用于飞机制造，需要遵循循序渐进的方式。通过多年的实践和经验积累，复合材料使用比例逐步提高，飞机各方面的性能也因此得以逐步提升。4产业战略【俄着手制定稀土发展

8、战略】至2013年2月，俄罗斯政府将制定国家生产稀土金属发展规俄罗