空客A350和波音787是世界上许多主要航空公司的最爱。运营商们很欣赏这两款宽体飞机在长途飞行方面的经济性和客户体验之间的奇妙平衡。而大量碳纤维复合材料的应用在背后做出了卓越的贡献。在本文中，让我们来了解一下制造商为何使用这种材料。
稳健的解决方案
复合材料通常是由两种或两种以上具有不同物理和化学性质的材料制成的。当它们结合在一起时，比单独的材料特性更强。除了空客A350和波音787两款宽体客机，在A320等流行的单通道飞机也使用了一系列由碳纤维复合材料制成的部件，如尾翼和尾翼；而像A380这样的宽体客机，碳纤维复合材料已经占超大型客机机身结构的20%以上。
碳纤维复合材料一直是航空领域的支柱，但近年来它们的使用量大幅增加。这种现象并不奇怪，因为它有很多好处。碳纤维复合材料不像铝这样的标准材料那么重。此外，并不会因为外部因素而磨损。这就是为什么A350和787的50%以上材料都是由复合材料制成的一个关键原因。
波音787飞机重量约50%、体积约80%使用了碳纤维复合材料，此外这款飞机也使用了20%的铝、15%的钛、10%的钢和5%的其他材料。波音公司可以从这种结构中受益，因为在重量方面可以节省大量费用。由于碳纤维复合材料构成了结构的大部分，使得总重量减少了20%。
此外，复合材料结构可以适应任何形状。随后，波音公司用多个管状部件组成了787的机身。这种方法被用来形成许多需要组装在一起的较小铝板。
优化的结构
波音787比以往任何一款波音商用飞机都更多地使用了复合材料。与之相比，波音777中复合材料占比仅为10%。
波音公司指出：为特定应用选择最佳材料意味着要分析机身的每个区域，以确定最佳材料，考虑到部件在机身寿命内所经历的操作环境和载荷。例如，铝对拉伸载荷很敏感，但对压缩载荷处理得很好。另一方面，复合材料在处理压缩载荷方面效率不高，但在处理张力方面表现出色。复合材料的广泛使用，特别是在机身的张力加载区域，大大减少了与铝制结构碰撞时的疲劳维护。
基于上述因素的分析也导致钛的使用增加。当负载表明金属是首选材料系统，但环境考虑表明铝是一个糟糕的选择时，钛是一个很好的低维护设计解决方案。使用钛有几个优点：它能比铝更好地承受类似的载荷，疲劳问题要少得多，而且具有很强的耐腐蚀性。
这也是空中客车公司也认识到的一个因素。这家欧洲飞机制造商强调，钛合金具有独特的高强度重量比。这种耐热金属可以支持更广泛的飞机工业制造诸如风扇和低级发动机压缩机的磁盘，叶片和其他物体。
复合材料可以通过一系列简单的步骤进行修复。首先是检查飞机的损坏情况；然后，在准备区域和材料之前，将损坏的材料移除，并在进行最终检查之前对飞机进行修理。
其他优异特性
总的来说，在飞机生产周期中有几种不同的材料。空中客车公司和波音公司都清楚，为了长期安全和成本优势，需要谨慎地平衡制造过程。
空中客车对复合材料很有信心。该公司尤其热衷于碳纤维增强复合材料(CFRP)。通过使用这种材料，成千上万的微小碳纤维与树脂固定在一起，以提供相当大的刚性。
空中客车公司表示，有了复合材料，飞机的机身可以既坚固又轻便。与此同时，正如波音公司指出的那样，由于磨损减少，该框架结构在服役时也需要更少的维护。例如，A350需要的结构维护任务减少了50%。此外，喷气式飞机的机身检查计划是每12年进行一次，而A380则是每八年一次。
效率效益是不可或缺的，尤其是在当今时代，每一分钱和每一次排放都很重要。空中客车公司指出，轻质材料是确保燃油效率的关键，反过来也有助于可持续发展。
不仅仅是上述制造商热衷于利用复合材料的好处。例如，试图与波音737等飞机竞争的俄罗斯的MC-21客机也使用了复合材料。值得注意的是，已经完成的测试表明，飞机的复合材料翼盒可以在不利的飞行条件下可以保持结构完整。
展望未来
毫无疑问，未来的航空制造工艺中将继续在下一个篇章中部署复合材料。值得注意的是，波音公司为其未来的宽体777X建造了一个价值10亿美元、12.1万平方米的复合材料机翼中心。
空中客车公司也一直在准备部署新的复合材料技术及其下一代零氢推进概念。因此，复合材料将继续是商业航空的一个重要特征。毕竟，更坚固的机身可以让运营商拥有更高效的机队。
此外，重量的减轻有助于航空公司运输更多的乘客，同时燃烧更少的燃料、飞行更远的距离。在这样一个成本敏感的环境中，航空公司将有望从复合材料中获得长期利益。（来源：碳纤维及其复合材料技术）
－－－－－－
相关文章推荐：
面对新一轮环保革命 | Synolite新丽材低苯乙烯树脂为您保驾护航
中国巨石如何成为全球玻纤行业领军企业？探寻其高质量发展动力之源
剑在手，问天下谁是英雄！--FRP渔船制造 真空树脂导入成型 手糊成型工艺PK
无蜡垢更好用！玻璃钢专用脱模蜡——美国Stoner蜜蜡250脱模蜡，您值得拥有！
还在为车间气味、粉尘、废料处理等问题发愁吗？新型VPI硅胶真空成型工艺为您轻松搞定
几度风雨几度春秋，风霜雪雨搏激流——中国渔船玻璃钢化是必然发展趋势！
打印
