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最新消息| 碳纖維在航空航天領域應用簡介 | 2021-10-14 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://www.sohu.com/a/451307729_100006061" 原標題：碳纖維在航空航天領域應用簡介碳纖維是纖維狀的碳素材料，含碳量在90%以上。具有十分優異的力學性能，與其它高性能纖維相比具有最高比強度和最高比模量。特別是在2000℃以上高溫惰性環境中，是唯一強度不下降的物質。此外,其還兼具其他多種得天獨厚的優良性能：低密度、高升華熱、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、高震動衰減性、低熱膨脹系數、導電導熱性、電磁屏蔽性、紡織加工性均優良等。因此，碳纖維復合材料也同樣具有其它復合材料無法比擬的優良性能，被應用于軍事及民用工業的各個領域,在航空航天領域的光輝業績,尤為世人所矚目。軍品碳纖維增強樹脂基復合材料是生產武器裝備的重要材料。在戰斗機和直升機上，碳纖維復合材料應用于戰機主結構、次結構件和戰機特殊部位的特種功能部件。國外將碳纖維環氧和碳纖維雙馬復合材料應用在戰機機身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了明顯的減重作用,大大提高了抗疲勞、耐腐蝕等性能，數據顯示采用復合材料結構的前機身段，可比金屬結構減輕質量31.5%，減少零件61.5%，減少緊固件61.3%；復合材料垂直安定面可減輕質量32.24%。據悉,美國第四代戰斗機F-22采用了約24%的碳纖維復合材料，從而使該戰機具有超高音速巡航、超視距作戰、高機動性和隱身等特性。而據外媒報道，F-35戰機首飛時間一推再推，其中很重要的一個原因就是超重。為破解這一難題，洛克希德·馬丁公司采用多達35%的碳纖維復合材料才大幅降低了機體重量。美國防部在“面向21世紀國防需求的材料硏究”報告中強調，“到2020年，只有復合材料才有潛力使裝備獲得20-25%的性能提升”。中國戰機要想在未來實現超音速巡航性能，除了大推力發動機以外，必須還要使用碳纖維材料為戰機減重，特別是，這在中國缺乏大功率發動機的現實下，具有很大意義。民品在民用領域，555座的世界最大飛機A380由于CFRP的大量使用，創造了飛行史上的奇跡。飛機25%重量的部件由復合材料制造，其中22%為碳纖維增強塑料(CFRP)，3%為首次用于民用飛機的GLARE纖維-金屬板(鋁合金和玻璃纖維超混雜復合材料的層狀結構)。這些部件包括：減速板、垂直和水平穩定器(用作油箱)、方向舵、升降舵、副翼、襟翼擾流板、起落架艙門、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上層客艙地板梁、后密封隔框、后壓力艙、后機身、水平尾翼和副翼均采用CFRP制造。火箭、導彈以高性能碳(石墨)纖維復合材料為典型代表的先進復合材料作為結構、功能或結構功能一體化構件材料，在導彈、運載火箭和衛星飛行器上也發揮著不可替代的作用。其應用水平和規模已關系到武器裝備的跨越式提升和型號研制的成敗。碳纖維復合材料的發展推動了航天整體技術的發展。碳纖維復合材料主要應用于導彈彈頭、彈體箭體和發動機殼體的結構部件和衛星主體結構承力件上，碳碳和碳酚醛是彈頭端頭和發動機噴管喉襯及耐燒蝕部件等重要防熱材料，在美囯侏儒、民兵、三叉戟等戰略導彈上均已成熟應用，美囯、日本、法國的固體發動機殼體主要采用碳纖維復合材料，如美囯三叉戟-2導彈、戰斧式巡航導彈、大力神—4火箭、法國的阿里安—2火箭改型、日本的M-5火箭等發動機殼體，其中使用量最大的是美國赫克里斯公司生產的抗拉強度為5.3GPa的IM-7碳纖維，性能最高的是東麗T-800纖維，抗拉強度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。衛星、航天飛機及載人飛船高模量碳纖維質輕，剛性，尺寸穩定性和導熱性好，因此很早就應用于人造衛星結構體、太陽能電池板和天線中。現今的人造衛星上的展開式太陽能電池板多采用碳纖維復合材料制作，而太空站和天地往返運輸系統上的一些關鍵部件也往往采用碳纖維復合材料作為主要材料。返回搜狐，查看更多責任編輯： 關鍵字標籤：碳纖維板切割加工 |
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