總結(jié)了40多年來歐美國家執(zhí)行的一系列推動(dòng)復(fù)合材料在飛機(jī)上應(yīng)用的發(fā)展計(jì)劃,以及各個(gè)階段具有代表性的軍民用飛機(jī)的復(fù)合材料用量,對比分析了國內(nèi)航空用復(fù)合材料的發(fā)展?fàn)顩r及各個(gè)時(shí)期國內(nèi)軍民用飛機(jī)的復(fù)合材料用量,概述了復(fù)合材料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢,介紹了復(fù)合材料自動(dòng)化制造技術(shù)以及復(fù)合材料液體成型的低成本制造技術(shù),提出了我國在新時(shí)期所面臨的先進(jìn)復(fù)合材料制造領(lǐng)域的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

C919項(xiàng)目飛機(jī)的中央翼試驗(yàn)件

另外,在新機(jī)預(yù)研方面,我國瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平,提高復(fù)合材料的用量,如西飛公司在研的MA700新型支線客機(jī),其尾翼、中機(jī)身等主承力部位均應(yīng)用了復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu);上飛公司與俄羅斯聯(lián)合在研的CR929遠(yuǎn)程寬體客機(jī)復(fù)合材料用量更是突破50%,在主承力結(jié)構(gòu)如機(jī)身機(jī)翼等將大量采用復(fù)合材料,這將極大地促進(jìn)我國大型復(fù)合材料制件的制造水平,但同時(shí)也提出了更多的挑戰(zhàn)。圖2(a)為MA700的平尾加筋壁板,該壁板由1張蒙皮、6根“T”型長桁組成。零件最大直線長度為8636 mm,最大直線寬度為927 mm,最大厚度為3.3 mm,最小厚度為1.8 mm,而重量僅為35.26 kg。圖2(b)為CR929的復(fù)合材料前機(jī)身桶段(15 m×6 m)。雖然我國在航空用復(fù)合材料制造技術(shù)方面取得了一定的發(fā)展,但由于我國基礎(chǔ)研究的薄弱、材料技術(shù)的落后、工藝技術(shù)的不成熟以及工程應(yīng)用驗(yàn)證的缺失,先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用范圍和比例遠(yuǎn)未達(dá)到國際同等水平,綜合費(fèi)效仍然較低。對于先進(jìn)復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%的航空裝備而言,全機(jī)主結(jié)構(gòu)均應(yīng)由先進(jìn)復(fù)合材料構(gòu)成,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),迫切需要顛覆漸進(jìn)性發(fā)展思路,面向未來型號(hào)發(fā)展的需求,通過設(shè)計(jì)理念與方法、制備工藝、驗(yàn)證手段等多維度的創(chuàng)新與集成,創(chuàng)新結(jié)構(gòu)概念,充分發(fā)揮先進(jìn)復(fù)合材料的潛力。

要實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料用量的突破,必須在機(jī)身、機(jī)翼等大型部件上實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的應(yīng)用,大尺寸加筋壁板以其承載效率高、連接件數(shù)量少、結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)勢,成為飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)件的主要結(jié)構(gòu)形式[24]�？總鹘y(tǒng)的手糊成型、卡板定位、人工組裝長桁工藝已難以滿足大尺寸壁板的制造精度(型面、位置精度)要求,制造周期也較長,而自動(dòng)鋪帶、自動(dòng)鋪絲技術(shù)、熱隔膜成型以及蒙皮-長桁自動(dòng)化組裝等自動(dòng)化制造技術(shù),可以大幅縮短大尺寸加筋壁板的成型周期,提高制造精度。在這方面國外應(yīng)用已比較成熟,例如A350XWB13/14段機(jī)身壁板(見圖3)采用自動(dòng)鋪絲技術(shù),壁板上約有130個(gè)不同尺寸的長桁,在20 m×3.5 m的壁板上對長桁進(jìn)行定位,其定位精度達(dá)到±0.2 mm,裝配一根18 m的長桁僅需12 min[25]。Mtorres公司生產(chǎn)的全復(fù)合材料機(jī)身殼體,采用模塊化設(shè)計(jì),以“碳環(huán)”為骨架,采用自動(dòng)鋪帶技術(shù)鋪放蒙皮,最后真空灌注樹脂并在烘箱中固化成型,實(shí)現(xiàn)了框架與蒙皮、機(jī)頭機(jī)身和機(jī)尾的整體成型,基本沒有鉚釘和其他緊固件連接,從而使得機(jī)身重量降低約30%,整個(gè)機(jī)身的制造過程實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化,并且采用干帶鋪放、真空注膠的工藝節(jié)約了成本。圖4為該機(jī)身的生產(chǎn)過程及機(jī)身段成品圖。圖4 Mtorres全復(fù)合材料機(jī)身生產(chǎn)過程

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3000687