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碳纤维复合材料已成为先进飞行器结构的基本材料

日期:2017-03-30 16:54阅读次数:
  “轻质化、长寿命、高可靠、高效能、高隐身、高突防、低成本”是新一代飞行器的发展目标,而碳纤维复合材料,凭借着自身轻质、高强、可设计、抗疲劳、耐高温等优点,逐渐使用于飞行器上,成为先进的飞行器结构的基本材料。
 
碳纤维无人机
(图示:碳纤维无人机)
 
  纵观国内外,飞行器结构使用碳纤维复合材料大致可分为三个阶段:第一阶段,用于受力较小或非承力件,如舱门、口盖、整流罩以及襟副冀、方向舵等;第二阶段,用于垂尾、平尾等尾翼一级的次承力部件;第三阶段,用于机冀、机身等主承力结构。碳纤维复合材料的密度为1.7g/cm^3,强度1500MPa,而传统的飞行器制造材料钢、铝,它们的密度分别为2.7g/cm^3、7.85g/cm^3,强度分别为600MPa、265MPa。
 
  碳纤维复合材料使用于飞行器结构上已经历了半个世纪,并取得了巨大的成功,获得了宝贵的经验。但是从发展角度看,想要扩大使用,还需解决一些列问题:
 
  1、减重效率有待进一步提高。造成这个问题主要有三方面原因:设计合理性、材料稳定协调性以及检侧可靠性。
 
  2、降低成本势在必行。飞行器碳纤维复合材料结构成本主要来源于制造工艺、验证分析试验和增强纤维材料等三大方面。
 
  3、加快造自动化程度与材料高性能化需深化研究。尽管自动铺放技术近几年发展迅速,但是对飞行器碳纤维复合材料结构制造工艺,无论是单个构件制造过程还是不同类的结构件,其自动化普适性均有待根本改进,以进一步提高生产效率与质量。
 
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