飞机用的复合材料有哪些,飞机复合材料类型有什么

首页 > 书籍文档 > 作者:YD1662023-10-30 11:42:11

碳纤维生产工艺流程

另外,成型的碳纤维直径只有5到10微米,比头发丝还要细得多。

跟很多人的直觉认识不同,碳纤维越细,缺陷就越少,强度也越大。

不管什么样的碳纤维,还都只是一维的,要变成可使用的制造业原材料,还需要编制处理,把碳纤维纺成薄薄的布。

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不同类型碳纤维的微观结构

为了让碳纤维制品的硬度更好,碳纤维布之间会注入树脂和固化剂,把它们一层层叠加黏合起来,就像一张张纸装订成一本书。

需求不同,层数也不一样。这一步完成后,基本就是我们能看到的碳纤维制品的外观形态了。

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碳纤维制品

可见,碳纤维的优良性质,虽然本质上来源于它的内部结构,但落脚点还是制造工艺,产品的量产需要解决很多复杂的技术难题。

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工艺复杂,价格自然昂贵,最早使用碳纤维的领域肯定不差钱儿。

航天领域对材料轻量化的追求,早已达到以克为计量单位的程度,在安全的基础上不断追求更轻。

因为火箭需要巨大的助推力,所以,燃料储箱的重量往往占到整体重量的六成以上,如果能减轻容器自身的重量,火箭就能更轻盈,提升有效载荷,提高发射效率。

碳纤维耐高低温、重量轻等特性,自然成为火箭的首选。

在这里讲句题外话,世界航空航天的发展历史,其实是相关材料科学的发展史。

每一代新材料的出现,都会引发颠覆性的变革。

与火箭一样,飞机设计中也有结构轻量化的考量。

用碳纤维制造的飞机,可以大幅节约能耗,不但使飞行航程扩展,载荷提高,机动灵活性还更强,而且飞行寿命也延长了。

美国早在1969年就已经把碳纤维复合材料用在了F-14A战斗机上,但由于工艺和造价的限制,当时仅仅使用了相当于飞机自重1%用量的碳纤维。

可就是这么一点碳纤维,已经让美国军方尝到了甜头。

到了以F-22和F-35为代表的第四代战斗机,碳纤维的使用比例骤然提升到飞机重量的24%和36%。

碳纤维的结构,还让战斗机额外具有电磁屏蔽和隐身特性。

在无人机领域,碳纤维更是保证承载和续航的不二之选,使用比例是所有航空器中最高的。

美国全球鹰(GlobalHawk)无人侦察机碳纤维占比达到65%,X-47B、“神经元”、“雷神”等几个型号的无人机上,碳纤维的使用比例高达九成。

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