一飞冲天的聚合物及复合材料

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1、一飞冲天的聚合物及复合材料一飞冲天的聚合物及复合材料2010-2-810:30:40全球最大资讯最全-太阳能光伏网　　随着新型品种的不断开发与应用技术的逐渐成熟，聚合物及复合材料在安全、减重等方面表现出卓越优势，在高端航空航天领域的应用也逐步从舱内走向舱外，甚至用於重要的主体结构，成为关键的飞行器制造材料。　　一代材料技术，一代大型飞机，100多年来，材料工业与航空航天工业一直在相互推动下发展。继铝、钢、钛等材料後，在新一代民用大型客机中，复合材料成为四大航空材料之一，并有望坐上飞机材料使用量的“头把交椅”。　　现在，越来越多飞机零部件开始采用复合材料，从座椅、肋板、内部装饰、

2、舷窗、引擎罩盖，到机翼、机身和导流罩等。复合材料当之无愧成为现代飞机制造的重要材料。在众多复合材料中，飞机上使用的以纤维增强树脂为主，其中又以碳纤维增强树脂最有突出　　巨无霸与梦幻飞机之材料较量　　全球两大航空巨头欧洲空客(Airbus)和美国波音(Boeing)都在其飞机中开始大量采用复合材料。号称目前全球“最先进、最宽敞和最环保”的空客公司的空中巨无霸A380客机除体积庞大外，还创造了其他许多新的纪录，尤其是大量轻型复合材料的应用。巨无霸A380在复合材料的应用上取得多项重大技术突破。A380约25%由复合材料制造，其中22%由各种不同的增强型塑料复合材料制成，大部分是He

3、xcel公司和Cytec公司提供的碳纤维增强环氧树脂(CFRP)。其中，减速板、垂直和水平稳定器(用作油箱)、方向舵、升降舵、副翼、襟翼扰流板、起落架舱门、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上层客舱地板梁、後密封隔框、後压力舱、後机身、水平尾翼和副翼均采用CFRP制造。　　特别值得一提的是，A380首次在连接机翼与机身的非常重要的主体结构—中央翼盒采用了复合材料。该翼盒采用CFRP，A380中央翼盒重8.8吨，其中5.3吨是复合材料。由於采用了CFRP使翼盒比采用目前最先进的铝合金材料减轻了1.5吨。最新一代碳纤维复合材料除比传统材料重量更轻外，还在使用可靠性、可维护性和易修理

4、性上具有明显的优势，如CFRP在使用中不会因疲劳或腐蚀受损。此外，A380还首次在後压力舱後部的後机身采用了复合材料。　　另外3%的复合材料为首次用於民用飞机的GLARE纤维金属板，主要用於机身上部外壳和尾翼的主边缘。GLARE是一种铝材和玻璃纤维交替粘合的层制材料，除密度比铝小10%(重量上轻800千克)外，还被证实在抗疲劳和防火、抗损伤方面性能更出众。　　从1985年制造A310飞机开始，空客公司对在飞机的主要结构采用复合材料已有20多年的经验。与空客一样，波音对复合材料的应用也在逐步增长，到20世纪90年代，B777上的复合材料重量已占到20%，其中水平尾翼就是一个大型的

5、复合材料构件。　　波音最大胆的尝试是号称“梦幻飞机”的B787，复合材料用量占结构重量的50%，机身、机翼等主承力构件都采用复合材料。曾有报道这样形容B787：“787的结构就是一个庞大的巨分子，所有部件都是通过碳纤增强的交联化学键连接在一起。”其复合材料由世界最大的碳纤生产商TorayIndustries公司提供。复合材料机身的优异强度使客舱内出现更高的耐压力，使客舱内温度、湿度和通风更易控制，增加乘坐舒适度。　　由於看到复合材料的优越性能，空中客车也表示，将把继A380之後的下一代商用飞机A350XWB的复合材料用量由最初的37%提高到52%。复合材料为何如此受飞机设计师们

6、的青睐呢？　　减重、性能、成本是飞机选材的三大考虑因素，而复合材料正是这三方面综合权衡下的理想材料。密度低、强度高，比强度(强度与密度之比)大是复合材料的先天优点，因此减重的优势不言而喻。　　性能方面，首要考虑的是保证飞机的安全性，复合材料比强度高、比刚度大、可设计性强及良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能，这些都有利於提升飞机的安全性。先进复合材料发展应用的30多年来，其在各种民机上的应用日益增多，但从未因此引发飞行事故，无疑增加了应用复合材料的信心和安全置信度。　　成本方面，复合材料本身的价格并不低，不过由於更容易制成整体结构件，减少零部件和连接件的使用，进一步减少燃油费用，同

7、时还可降低使用维护要求和成本等，波音公司称，由於复合材料的应用，B787较B767降低成本30%。　　超轻的太阳能飞机　　6月26日，瑞士冒险家贝特朗?皮卡尔在在瑞士苏黎世机场向外界展示了全球首架可昼夜飞行的太阳能飞机“阳光动力”(SolarImpulse)，它的任务是测试用太阳能进行36小时昼夜飞行的可行性。由於这是人类第一次要完全利用太阳能进行夜间飞行，其飞行存在诸多风险，为此，试飞也将逐步展开。今年秋天进行首次试飞，明年完成首次夜间飞行，并跨越整个瑞士，後年环游世界，届时将经停多个国家