碳纖維等復(fù)合材料在航空航天的應(yīng)用越來(lái)越多的原因？

飛機(jī)的高速、超載，對(duì)材料的強(qiáng)度和變形要求嚴(yán)格，商用飛機(jī)每減輕一公斤重量，每年可節(jié)省3000美元。遠(yuǎn)程火箭和宇宙飛船每減輕一公斤，就可以節(jié)省一萬(wàn)公斤燃料。通過(guò)減輕重量，可以增加有效載荷并降低飛行成本。因此，高速飛行領(lǐng)域?qū)Σ牧现亓亢苊舾小Ｈ绗F(xiàn)在的無(wú)人機(jī)也同樣對(duì)材料重量很敏感，因此碳纖維產(chǎn)品在無(wú)人機(jī)的應(yīng)用很廣泛。

在航空航天領(lǐng)域，特別是軍用航空領(lǐng)域，飛機(jī)結(jié)構(gòu)中普遍采用小絲束碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP），以3K碳纖維為主的碳纖維產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)，小絲束碳纖維的生產(chǎn)必須基于昂貴的PAN前體。
20 世紀(jì) 60 年代，人們開(kāi)發(fā)出更大的飛機(jī)來(lái)運(yùn)載乘客。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的改進(jìn)，大型噴氣式飛機(jī)的設(shè)計(jì)和制造得以實(shí)現(xiàn)。由于當(dāng)時(shí)客機(jī)的巨大尺寸，人們開(kāi)始尋找更輕、更強(qiáng)的材料來(lái)制造它們。波音航空公司系列中使用蜂窩結(jié)構(gòu)面板減輕了重量，同時(shí)又不影響強(qiáng)度。最初，帶有鋁或玻璃纖維蒙皮夾層板的鋁芯用于機(jī)翼面板、飛行控制表面、機(jī)艙地板和其他應(yīng)用。蜂窩和泡沫芯夾層部件以及各種復(fù)合材料的使用穩(wěn)步增加，是 20 世紀(jì) 70 年代至今航空結(jié)構(gòu)的特征。先進(jìn)的技術(shù)和材料組合導(dǎo)致從鋁逐漸轉(zhuǎn)向碳纖維和其他堅(jiān)固、輕質(zhì)的材料。這些新材料經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，可以滿足飛機(jī)上各種部
件。B-2 轟炸機(jī)可能是 20 世紀(jì) 80 年代末使用復(fù)合材料最先進(jìn)的飛機(jī)。據(jù)估計(jì)，復(fù)合材料約占 B-2 結(jié)構(gòu)的 80%，復(fù)合材料包括碳纖維制品、玻璃纖維制品以及芳綸纖維產(chǎn)品等等，還有一些復(fù)合材料的三明治結(jié)構(gòu)。

空中客車(chē)公司宣稱(chēng)，其新型 A350 XWB 幾乎一半是復(fù)合材料，主要是碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP)的碳纖維產(chǎn)品，包括飛機(jī)的大部分機(jī)翼。 CFRP 具有比金屬更好的強(qiáng)度重量比。此外，按重量計(jì)算，波音 787 的復(fù)合材料含量約為 50%；按體積計(jì)算，復(fù)合材料含量為 80%。

真正最大化發(fā)揮碳纖維的價(jià)值的地方，航天航空及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域是性?xún)r(jià)比極高的領(lǐng)域。有任何設(shè)計(jì)和選材方面的問(wèn)題，可直接聯(lián)系我們技術(shù)團(tuán)隊(duì)電話13968211586.