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碳纤维在飞机中的应用趋势分析

时间:2021-07-05点击次数:39信息来源:Rev1

碳纤维,顾名思义,是一种以碳素材料为主的复合型材料,其含碳量高达百分之九十以上。由于其具备优良的力学特性,因此,能够在航空航天器的制造当中被应用。可以说,当前的飞机制造中离不开碳纤维复合材料的参与。且随着科技的发展,碳纤维复合材料的技术不断成熟,其在飞机制造材料当中所占的比重也越来越大。

对于飞机来说,具备一定的抗冲击损伤能力才能保证飞机更加平稳地飞行。因此,需要保证碳纤维复合材料具备抗冲击能力。对碳纤维复合材料抗冲击能力的评测具有一定的技术指标,只有达标的碳纤维复合材料才能被运用于飞机制造当中。使用碳纤维复合材料时,还需要考虑飞机蒙皮的损伤容限性能,针对不同的飞机部位的要求,使用性能不同的碳纤维复合材料。由于碳纤维复合材料通过上浆剂,结构设计等可能会展现出不同的性能,因此,针对碳纤维复合材料不同的性能进行不同的评测,确定不同的参数,然后再将其运用到飞机制造当中,才能保证飞机具备相应的抗冲击能力,在飞行的过程当中降低出现问题的几率,保证乘客的安全。

虽然碳纤维复合材料性质优良,力学性质突出,能够有效的提升飞机结构的质量,改善飞机性能,增加飞机飞行的安全性与稳定性,但是,并不是飞机的整体结构都采用碳纤维复合材料。相比较于一些金属材料,碳纤维复合材料价格昂贵,在一些高端飞机当中所占比重较高,而在一些民用的客机当中比重相对较少。飞机制造选用材料时,注重的是性价比,在一些可以被替代的时候,可以不选用碳纤维复合材料,但是对于一些较为重要的区域,为了保证结构的稳定,需要使用碳纤维复合材料进行建造。研究人员经过多次实验发现,认为以实现性价比为前提民用的客机采用碳纤维复合材料最好不要超过25%。

碳纤维复合材料应用于飞机制造中能够实现其轻量化目标,但是制造成本问题也是不容忽视的。只有帮助降低碳纤维复合材料的成本,碳纤维复合材料才能在飞机制造当中更加广泛地运用,这就涉及到降低碳纤维复合材料的制备成本与提升成型技术这两方面。所谓的制备成本,就是控制碳纤维复合材料的原材料,在保证原材料质量合格的基础上采用价格合理的材料进行复合,进而使得最终的碳纤维复合材料成本下降。在成型工艺技术当中,通过修改技术方案,技术路线等方式,优化材料制备工艺,提升材料成型技术,降低材料制备失败的可能性,提升材料制备的速度,也是有效的手段之一。

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