摘 要：本文介紹碳纖維復(fù)合材料在民用航空上的應(yīng)用，包括碳纖維復(fù)合材料在民用飛機(jī)上的應(yīng)用、在B777和A380-800客機(jī)上復(fù)合材料采用情況以及國(guó)外對(duì)民用航空上應(yīng)用復(fù)合材料的看法
前言2002年10 - 11月，作者在美國(guó)北卡羅來(lái)納州首府洛利( Raleigh，NC)參加了2002年世界碳纖維會(huì)( Global Outlook for Carbon Fiber2002)，碳纖維復(fù)合材料在民用航空上的應(yīng)用也是其中議題之一，美國(guó)波音公司的SCOTTKRAJCA在會(huì)上還就此作了專(zhuān)題報(bào)告。會(huì)后參觀、訪問(wèn)了北卡羅來(lái)納大學(xué)國(guó)家紡織實(shí)驗(yàn)室(State Textile Laboratory, North Carolina StateUniversity)和土木工程系，阿拉巴馬大學(xué)材料工程系（Departmentof Materials Engineering,Universityof Alabama），喬治亞理工大學(xué)復(fù)合材料教育研究中 心 ( Compo-site Education and ResearchCenter, Georgia University of Technology) 、 材料科學(xué)與工程系和機(jī)械工程系等，與有關(guān)教授、專(zhuān)家和學(xué)者，討論、交換對(duì)碳纖維、復(fù)合材料與先進(jìn)材料技術(shù)現(xiàn)狀、應(yīng)用與發(fā)展的看法，有很大收獲。本文簡(jiǎn)要介紹碳纖維復(fù)合材料在民用航空工業(yè)上的應(yīng)用，包括：從1960年代至今復(fù)合材料在世界上大型客機(jī)上的應(yīng)用、當(dāng)前最先進(jìn)和超大型客機(jī)的代表，美國(guó)波音公司B777和歐洲空中客車(chē)公司A380-800飛機(jī)上復(fù)合材料使用情況以及國(guó)外對(duì)復(fù)合材料在民用航空上應(yīng)用的看法等，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家們參考。
1、復(fù)合材料在大型民機(jī)上的應(yīng)用
先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)上采用先進(jìn)復(fù)合材料可以大幅度減輕機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量、改善氣動(dòng)彈性，提高飛機(jī)的綜合性能，因此先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用不斷得到擴(kuò)大。根據(jù)美國(guó)復(fù)合材料制造商協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2001年世界上飛機(jī)生產(chǎn)對(duì)碳纖維的需求量約為900-1 000t。
從大型民用飛機(jī)發(fā)展來(lái)看，美國(guó)波音公司第一代大型民用客機(jī)B707上沒(méi)有采用復(fù)合材料，復(fù)合材料的用量為0。第二代B747上復(fù)合材料的用量為2% - 3%，已經(jīng)有了明顯的增長(zhǎng)。B757和B767屬于第三代大型客機(jī)，復(fù)合材料的用量增加到3% - 5%。波音公司最新的B777第四代大型客機(jī)，采用復(fù)合材料達(dá)到8-9t，占該機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的g%左右。歐洲空中客車(chē)公司生產(chǎn)的超大型客機(jī)A380-800可搭乘555名旅客，起飛質(zhì)量56t，復(fù)合材料的用量高達(dá)25%。
從1960年DC-9飛機(jī)到2004年A380-800客機(jī)，復(fù)合材料在大型民用飛機(jī)上的用量根據(jù)美國(guó)宇航局( NASA)哈里斯(Harris，C．E．)和夏特( Shuart，M．J．)的統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表1。
由表1對(duì)復(fù)合材料在民用飛機(jī)上的應(yīng)用可得出如下結(jié)論：
前言2002年10 - 11月，作者在美國(guó)北卡羅來(lái)納州首府洛利( Raleigh，NC)參加了2002年世界碳纖維會(huì)( Global Outlook for Carbon Fiber2002)，碳纖維復(fù)合材料在民用航空上的應(yīng)用也是其中議題之一，美國(guó)波音公司的SCOTTKRAJCA在會(huì)上還就此作了專(zhuān)題報(bào)告。會(huì)后參觀、訪問(wèn)了北卡羅來(lái)納大學(xué)國(guó)家紡織實(shí)驗(yàn)室(State Textile Laboratory, North Carolina StateUniversity)和土木工程系，阿拉巴馬大學(xué)材料工程系（Departmentof Materials Engineering,Universityof Alabama），喬治亞理工大學(xué)復(fù)合材料教育研究中 心 ( Compo-site Education and ResearchCenter, Georgia University of Technology) 、 材料科學(xué)與工程系和機(jī)械工程系等，與有關(guān)教授、專(zhuān)家和學(xué)者，討論、交換對(duì)碳纖維、復(fù)合材料與先進(jìn)材料技術(shù)現(xiàn)狀、應(yīng)用與發(fā)展的看法，有很大收獲。本文簡(jiǎn)要介紹碳纖維復(fù)合材料在民用航空工業(yè)上的應(yīng)用，包括：從1960年代至今復(fù)合材料在世界上大型客機(jī)上的應(yīng)用、當(dāng)前最先進(jìn)和超大型客機(jī)的代表，美國(guó)波音公司B777和歐洲空中客車(chē)公司A380-800飛機(jī)上復(fù)合材料使用情況以及國(guó)外對(duì)復(fù)合材料在民用航空上應(yīng)用的看法等，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家們參考。
1、復(fù)合材料在大型民機(jī)上的應(yīng)用
先進(jìn)復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn)，在飛機(jī)上采用先進(jìn)復(fù)合材料可以大幅度減輕機(jī)體結(jié)構(gòu)質(zhì)量、改善氣動(dòng)彈性，提高飛機(jī)的綜合性能，因此先進(jìn)復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用不斷得到擴(kuò)大。根據(jù)美國(guó)復(fù)合材料制造商協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2001年世界上飛機(jī)生產(chǎn)對(duì)碳纖維的需求量約為900-1 000t。
從大型民用飛機(jī)發(fā)展來(lái)看，美國(guó)波音公司第一代大型民用客機(jī)B707上沒(méi)有采用復(fù)合材料，復(fù)合材料的用量為0。第二代B747上復(fù)合材料的用量為2% - 3%，已經(jīng)有了明顯的增長(zhǎng)。B757和B767屬于第三代大型客機(jī)，復(fù)合材料的用量增加到3% - 5%。波音公司最新的B777第四代大型客機(jī)，采用復(fù)合材料達(dá)到8-9t，占該機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的g%左右。歐洲空中客車(chē)公司生產(chǎn)的超大型客機(jī)A380-800可搭乘555名旅客，起飛質(zhì)量56t，復(fù)合材料的用量高達(dá)25%。
從1960年DC-9飛機(jī)到2004年A380-800客機(jī)，復(fù)合材料在大型民用飛機(jī)上的用量根據(jù)美國(guó)宇航局( NASA)哈里斯(Harris，C．E．)和夏特( Shuart，M．J．)的統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表1。
由表1對(duì)復(fù)合材料在民用飛機(jī)上的應(yīng)用可得出如下結(jié)論：
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