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当航空复合材料成大飞机最大软肋

发布时间:2021-09-09 17:21:25 阅读: 来源:磨头厂家

航空复合材料成大飞机最大软肋

当前评价一架民用飞机先进性的关键性指标就是看航空复合材料在飞机制造上应用的比例,这是近40年来世界航空制造业发展的一个大趋势。

接受采访的多位国内航空工业专家认为,我国落后的航空复合材料研制技术很可能成为自主品牌民用飞机市场竞争中最大的软肋,会给我国航空工业造成巨大的风险。

飞机研制迎来质的变化

空中客车公司(Airbus S.A.S.)及波音公司(Boeing Co.)双双暗示,将在窄机身飞机上继续扩大复合材料的应用。由于目前窄机身飞机占全球运输机队的70%,这将急剧加速复合材料的革命,对航空供应链产生巨大冲击。

纵观世界2、技术服务航空制造业的发展历史,近百年来飞机由双翼机变成单翼机、机械式零部件被电子器件替代、螺旋桨飞机演变成喷气式飞机,其快速的技术发展让人瞠目。

但在航空制造业发展前期,有一项技术始终维持不变,这就是飞机机体、发动机以及关键零部件均由全金属材料制造。直到上世纪70年代,飞机研制迎来了一个质的变化,开始进入航空复合材料时代。

产生这个巨变的首要原因是用航空复合材料替代金属材料可使飞机减重10%-40%,结构成本降低15%-30%。显然,减重和降低成本对于以高油价为特征的航空市场减少排放以及提高航空产品的市场竞争力都极其重要。

复合材料首先出现在军用飞机上,特别是要求高推重比以及隐身的战斗机及攻击机上。到2010年,空客的军用运输机A400M复合材料用的总量已占到飞机空重的35%,其标志是出现46家企业将携近百件产品亮相展会现场了全复合材料机翼。

在民机方面,现已实现商业运营的空中客车A380飞机,其结构重量的1/4采用了复合材料,一架A380用到的结构复合材料已达到30吨之多。而即将进入市场的波音最新研制的波音787飞机,复合材料用量将占结构重量的50%,其标志是出现了全复合材料机身。

受波音787飞机的刺激,目前空客公司正在研制的新机型A350XWB的复合材料用量也将增加到53%。空客公司及波音公司还双双暗示,将在窄机身飞机上继续扩大复合材料的应用。

这些飞机将在今后几十年内最终取代广泛使用的波音737和空中客车A320飞机。由于目前窄机身飞机占全球运输机队的70%,这将急剧加速复合材料的革命,对航空供应链产生巨大冲击。

另外,复合材料革命对飞机维修供应链也会有巨大的影响。高复合材料含量的飞机将驱动飞机维修程序发生重大变化。

波音公司认为,由于采用主承力复合材料结构,波音787与空中客车A380相比,航线检修减少了14次,C检减少了两次,4C检减少了一次。

此外,波音787的航线维修检的目标间隔是每1000小时一次,比波音777高出了400小时。高复合材料的发动机也从更高的可靠性以及更宽松的检验获益。

由于使用高复合材料,11年内将只有三块GE90发动机的复合材料风扇叶片更换,比现有的发动机维修经济得多。

随着复合材料维修市场不断扩大,航空公司今后将可以看到其单机的维修总支出不断下降。

今后飞机复合材料的应用必将会越来越广泛。虽然金属还不会立刻从飞机设计上消失,但在将来的飞机设计中,金属将作为“例外”而非作为“常规”存在,在复合材料不充足时才会用金属材料代替。

这种飞机材料应用的转变对飞机研制来说无疑是质的变化,业内人士认为,这标志着世界航空制造业从“青铜时代”转入了“铁器时代”,是世界航空制造业发展史上的一力值分辨率几近都能到达2105万分之1次跳跃性的技术革命。

国外对我严密封锁关键技术

我国目前只掌握了性能较低的碳纤维航空复合材料制造工艺,其强度指标远远不够,无法用于飞机主件的材料供给,且制造成本也远高于西方国家。

飞机复合材料的时代已然到来,然而我国由于技术力量薄弱,至今仍不具备高性能航空复合材料的研制能力,加上国外对我严密封锁航空复合材料的关键技术,我国自主品牌民用飞机在航空复合材料方面存在着巨大的弱点,严重地影响了我国自主品牌民用飞机的竞争力。

长期关注飞机材料研发的原航空部第一批研究员高工杨超凡告诉,目前,以美国、日本为代表的西方发达国家已掌握了T800、T1000等高性能碳纤维航空复合材料工艺,其中T800已广泛用于波音787飞机。

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