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复材应用一碳纤维作为航空器的结构材料

2022-11-10 来源:复材应用技术 浏览数:1

在大型先进飞机中,碳纤维增强基复合材料(CFRP)被广泛用作主承力结构材料。且在研制成功的航空器中,CFRP也被用做结构材料。


20世纪70年代中期的石油危机是碳纤维应用于飞机制造的直接原因。为缓解能源危机,当时的美国政府启动了“飞机节能计划(AircraftEnergy Efficiency Program)”。现代飞机机身采用钢、铝、钛等金属和复合材料制成。为节约燃油和提高运营效益,减轻机身质量一直是飞机设计制造技术中的核心挑战之一。而CFRP在飞机机身制造上的成熟应用为减轻飞机机身质量提供了最有效的途径。例如,以金属材料为主制成的波音767飞机(CFRP用量仅占3%)机身质量为60 t,而将CFRP用量提升到50%时,新型波音767飞机机身质量下降到48 t,仅此就极大地提升了该型飞机的能源和环境效益。


波音777X型飞机和波音787型飞机,机身复合材料的用量都达到了50%。波音777X型飞机是波音公司以波音777飞机为基型,正在开发的一种大型双引擎客机,首架飞机于2020年交付投入运营。波音777X飞机的主翼由CFRP制成,其翼展长约72m(235英尺),是目前客机中翼展最长的机型之一。翼展越长,升力越大,因此,波音777X的单座燃油消耗和运营成本都非常有竞争力。

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此外,CFRP机翼不仅强度高、柔性好,且末端可折叠,这样多数机场都能满足其宽翼展的停机需求。

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