總結(jié)了40多年來歐美國家執(zhí)行的一系列推動復(fù)合材料在飛機上應(yīng)用的發(fā)展計劃,以及各個階段具有代表性的軍民用飛機的復(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)展狀況及各個時期國內(nèi)軍民用飛機的復(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),提出了我國在新時期所面臨的先進復(fù)合材料制造領(lǐng)域的機遇和挑戰(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項目飛機的中央翼試驗件

另外,在新機預(yù)研方面,我國瞄準國際先進水平,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,其尾翼、中機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遠程寬體客機復(fù)合材料用量更是突破50%,在主承力結(jié)構(gòu)如機身機翼等將大量采用復(fù)合材料,這將極大地促進我國大型復(fù)合材料制件的制造水平,但同時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)用驗證的缺失,先進復(fù)合材料應(yīng)用范圍和比例遠未達到國際同等水平,綜合費效仍然較低。對于先進復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)質(zhì)量分數(shù)達到50%的航空裝備而言,全機主結(jié)構(gòu)均應(yīng)由先進復(fù)合材料構(gòu)成,要實現(xiàn)這一目標,迫切需要顛覆漸進性發(fā)展思路,面向未來型號發(fā)展的需求,通過設(shè)計理念與方法、制備工藝、驗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)揮先進復(fù)合材料的潛力。

要實現(xiàn)復(fù)合材料用量的突破,必須在機身、機翼等大型部件上實現(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,而自動鋪帶、自動鋪絲技術(shù)、熱隔膜成型以及蒙皮-長桁自動化組裝等自動化制造技術(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段機身壁板(見圖3)采用自動鋪絲技術(shù),壁板上約有130個不同尺寸的長桁,在20 m×3.5 m的壁板上對長桁進行定位,其定位精度達到±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)合材料機身殼體,采用模塊化設(shè)計,以“碳環(huán)”為骨架,采用自動鋪帶技術(shù)鋪放蒙皮,最后真空灌注樹脂并在烘箱中固化成型,實現(xiàn)了框架與蒙皮、機頭機身和機尾的整體成型,基本沒有鉚釘和其他緊固件連接,從而使得機身重量降低約30%,整個機身的制造過程實現(xiàn)了高度的自動化,并且采用干帶鋪放、真空注膠的工藝節(jié)約了成本。圖4為該機身的生產(chǎn)過程及機身段成品圖。圖4 Mtorres全復(fù)合材料機身生產(chǎn)過程

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3000687