复合材料在民用航空飞机中的应用
复合材料在航空领域的用途
复合材料在航空领域的用途航空工业的发展从来都是以技术进步为驱动力的，而复合材料作为一种新型材料，在航空领域的应用越来越广泛。
复合材料具有高强度、轻质化、耐腐蚀、低热膨胀系数等优点，可以有效提高飞机的性能和安全性。
本文将重点介绍复合材料在航空领域的用途。
1. 结构件应用复合材料在航空领域广泛应用于飞机结构件上，如机身壁板、翼面、垂尾等。
相比于传统金属材料，采用复合材料可以显著减轻结构重量，降低燃油消耗，并提升飞机整体性能。
复合材料的高强度和抗冲击性能可以提高飞机的结构强度，增加安全性。
2. 动力系统应用复合材料在航空领域的另一个重要应用是动力系统上，如发动机叶片、气门、涡轮等。
复合材料可以耐高温、耐磨损、降低噪音和振动，使得动力系统具有更好的性能和可靠性。
同时，采用复合材料制造发动机部件还可以减轻重量，提高燃烧效率，降低机身油耗。
3. 内饰及设备应用除了结构件和动力系统，复合材料还被广泛应用于飞机的内饰及设备中。
例如客舱内部的座椅、行李架、蒙皮等都可以采用复合材料制造，不仅能够提供更好的舒适性和安全性，还能够减轻飞机自身重量，降低能耗。
4. 航空器维修与保养在航空器维修与保养方面，复合材料也起到了重要的作用。
由于其优异的耐腐蚀性能和良好的可靠性，使用复合材料制造的零部件不仅具有较长的使用寿命，而且在维护过程中需要投入较少的时间和费用。
因此，在航空器维修与保养中广泛采用的一种做法就是使用复合材料替换原有金属零件。
5. 其他应用除了以上提到的主要领域，航空工业还会在其他方面应用复合材料。
例如，在无人机制造中，采用复合材料能够提供更好的机动性能和稳定性。
此外，在航天器设计中，使用复合材料可以减轻重量并提供更好的抗辐射和抗高温能力。
结论复合材料在航空领域的应用越来越广泛，对于提升飞机整体性能和安全性起到了重要作用。
随着科学技术的进步和人们对于环保和节能要求的日益增强，相信复合材料在航空领域将会有更大的发展前景，并将持续推动这一行业向更加先进和可持续方向发展。
复合材料在民用航空飞机中的应用
复合材料在民用航空飞机中的应用复合材料在民用航空飞机中的应用越来越广泛，主要是为了实现飞机的减重、耐腐蚀和降低成本。
复合材料结构具有轻质化、小型化和高性能化等特点，可以提高飞机的抗震动动稳定性、气动弹性、超声速巡航、过失速飞行控制、耐热性能、抗冲击损伤能力、前翼飞机先进气动布局和抗雷击防护等方面的实际应用效果。
复合材料是由两种或两种以上的原材料通过各种工艺方法组合成的新材料。
与单一均质材料相比，复合材料具有质量轻、抗震动、抗裂纹、耐热、抗冲击、防雷击等方面的优越性。
与金属材料相比，在导电性和成形工艺等方面也有显著差异。
复合材料飞机密封、静电防护和抗雷击方面的作用十分重要。
在民用航空飞机中，增强纤维主要有碳纤维、玻璃纤维、芳纶和硼纤维等。
碳纤维因其产量高、性能好、纤维类型规格多、成本低经济实惠等特点，在民用航空飞机结构上应用最为广泛。
碳纤维增强树脂基复合材料在航天飞机舱门、机械臂和压力等方面有着重要的应用。
几种飞机结构上常用纤维的性能比较如表1所示。
复合材料在民航飞机上的应用功用主要是为了实现飞机的减重、耐腐蚀和降低成本。
波音飞机777/787和空中客车A330/A340/A380上复合材料的应用，标志着航空飞机复合材料结构设计发展已经成熟。
复合材料飞机结构技术是以实现高结构效率、减轻飞机重量、改善飞机气动弹性和结构的坚固性等综合性能为目标的高新技术。
Carbon fiber rced resin-XXX and pressure vessels。
with the most critical being the thermal tiles of the space shuttle。
which can ensure its safe repeated flight。
while the rced carbon/carbon material RCC can enable the space XXX 1700℃ XXX.In n。
航空复合材料的分类，工艺技术以及在航空领域的应用情况研究
航空复合材料的分类，工艺技术以及在航空领域的应用情况研究近几十年来，随着复合材料技术的进步，复合材料因在航空领域的广泛应用，继铝、钢、钛等金属材料之后成为四大航空基本结构材料之一。
用复合材料去带取代传统的机械金属结构能够减轻20%~30%的结构重量，减低飞机制造成本。
本文通过研究了航空复合材料的分类、制造航空复合材料的工艺技术、复合材料在航空领域的应用情况等角度分析航空复合材料的性能特点在飞机上的应用，复合材料的制备技术对航空结构的影响、航空复合材料在飞机上的应用发展情况。
关键词：航空；复合材料；航空运用；研究一、航空复合材料1.1树脂基复合材料树脂基复合材料，具有良好的化学稳定性、超高韧性和高耐热性；碳纤维是一种基于有机聚合物的纤维增强材料，具有质量轻、强度高、韧性强、机械性能优良等优点，是一种能够灵活设计结构的理想材料。
1.2陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是一种耐热结构复合材料，具有高强度、比重大、体积小、抗氧化、耐高温性能好、热膨胀系数低、抗腐蚀能力强，其缺点是受力易产生裂纹，脆性大[1]。
通过采用高强度、高弹性的纤维和基体复合，得到有优良韧性的纤维增强陶瓷基复合材料能够解决应力状态下会产生裂纹的问题。
硼化物陶瓷基复合材料具有优异的性能，如熔点高、硬度高、导热率高等，广泛应用在超高温的发动机部位，美国空军将其应用在液体火箭发动机高温静止部件上[2]。
二、航空复合材料技术随着飞行器向更高、更快、智能化、无人化、低成本化演变，航空复合材料技术研究的目标是扩大复合材料在航空结构中的应用范围，以尽可能低的使用成本生产高性能的航空零部件。
复合材料制造技术的不断突破和性能不断提高在解决复合材料过高的制造成本起着重要作用，这是目前复合材料在应用上的一个大难题。
复合材料的制造技术分为以下几种。
2.1零件成形技术（1）树脂传递模塑成型技术（RTM）自上世纪90年代之后，已经开发了应用于高强度主承力结构技术的低成本制造技术，如今已应用在F-35战斗机的垂尾上。
复合材料在飞机上的应用
复合材料在飞机上的应用Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT复合材料在飞机航空中的应用与发展学校：西安航空职业技术学院专业：金属材料与热处理技术姓名：郭远摘要复合材料在飞机上的用量和应用部位已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一；复合材料构件的整体成型、共固化技术不断进展，复杂曲面构件不断扩大应用；复合材料的数字化设计，设计、制造一体化，以及基于三维模型铺层展开的专用设计／制造软件等技术的开发是先进复合材料发展的基本技术保障.复合材料在飞机航空中的应用与发展复合材料大量用于航空航天工业和汽车工业，特别是先进碳纤维复合材料用于飞机尤为值得注意。
不久前，碳纤维复合材料只能在军用飞机用作主结构，但是，由于技术发展的进步，先进复合材料已开始在民航客机止也应用作主结构，如机身、机翼等。
一．飞机结构用复合材料的优势现今新一代飞机的发展目标是“轻质化、长寿命、高可靠、高效能、高隐身、低成本”。
而复合材料正具备了上面的几个条件，成为实现新一代飞机发展目标的重要途径。
复合材料具有质轻、高强、可设计、抗疲劳、易于实现结构/功能一体化等优点，因此，继铝、钛、钢之后迅速发展成为四大飞机结构材料之一。
复合材料在飞机结构上的应用首先带来的是显着的减重效益，复合材料尤其是碳纤维复合材料其密度仅为cm3左右，如等量代替铝合金，理论上可有42%的减重效果。
近年来随着复合材料技术的深入研究和应用实践的积累，人们清楚地认识到：复合材料在飞机结构上应用效益绝不仅仅是减重，而且给设计带来创新舞台，通过合理设计，还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀、耐久性和吸透波等其它传统材料无法实现的优异功能特性，可极大地提高其使用效能，降低维护成本，增加未来发展的潜力和空间。
尤其与铝合金等传统材料相比，可明显减少使用维护要求，降低寿命周期成本，特别是当飞机进入老龄化阶段后效果更明显，据说B787较之B767机体维修成本会降低30％，这在很大程度上应归功于复合材料的大量应用。
复合材料在飞机、直升机中的应用
浅谈复合材料在飞机、直升机中的应用摘要：先进的复合材料自六十年代问世以来，由于其具有比强度高、比模量大、可设计性强、减震性、耐疲劳性、耐腐蚀性、过载时安全性好的优点，迅速在航空航天领域被广泛采用。
本文介绍了复合材料的发展过程，在分析复合材料在飞机上使用状况的基础上，总结我国现阶段复合材料应用上存在的问题，并提出解决问题的方法。
关键词：飞机直升机复合材料复合材料结构修理指南中图分类号：v25 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0000-001引言战斗机因高性能要求，需要综合应用各种高新技术。
因为先进复合材料的崛起源于飞机结构轻质化需求，而且复合材料飞机结构要求高，性能要求全面，设计难度大，涵盖面广，要求进行综合优化，其设计技术代表了先进复合材料技术发展的方向。
因此复合材料在战斗机结构中的应用代表了复合材料结构技术发展的最先进水平。
2复合材料的应用复合材料在飞机结构中的应用大致可分为三个阶段：第一阶段是应用于承载不大的简单部件，如各类口盖、舵面，阻力板、起落架舱门等。
对这类部件，据统计可减重20%左右。
第二阶段是应用于承力大的结构和主结构上，如安定面、全动平尾、前机身段、机翼等。
据统计可减重25%—30%。
第三阶段是应用于主承力和复杂受力结构，如机身、中央翼盒等，据统计可减重25%—30%。
2.1符合材料在军机上的应用先进复合材料具有比强度和比刚度高、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性，将其用于飞机结构上可比常规的金属结构减轻飞机重量，并可明显改善气动弹性特征，提高飞机性能。
这是其他材料无法或难以达到的。
先进复合材料的广泛应用还可进一步推进隐身和智能结构设计技术的发展。
因此，先进复合材料在飞机上应用的部位和用量的多少已成为衡量飞机结构先进性的重要指标之一。
直升机上复合材料的用量已达到结构质量的60%—80%，如美国的武装直升机rah-66，其复合材料用量达到结构质量的50%以上，美国的垂直起降，倾转旋翼后又可高速巡航的v-22“鱼鹰”几乎是一个全复合材料直升机。
A380复合材料的应用
A380飞机结构的先进材料和工艺中国航空工业发展研究中心航空技术所任晓华A380的寿命要达到40-50年，因此必须选用先进且新型材料和工艺技术，为未来飞机搭建技术平台。
这些技术不仅经过了大量全尺寸试验验证而且经过了航空公司维修专家的评审（符合检查和维修标准）。
A380结构设计准则（见图1）。
重复的拉伸载荷加上载荷的变化将会在金属结构内产生微小的疲劳裂纹。
裂纹增长速度以及残余强度（当裂纹产生时）将指导选择何种材料。
为了防止结构由外物损伤，需要考虑材料的损伤容限性能。
压力载荷需要考虑采用屈服强度和刚度好的材料，以增加稳定性。
抗腐蚀能力是选择材料和工艺的另一个重要准则，尤其是在机身下部。
选择材料和工艺目标的一部分是使结构轻量化。
因此，复合材料是很好的选择，但必须了解设计准则和维修需要。
材料的选择不仅仅是考虑设计准则，同时还要考虑生产成本和采购问题。
1新型且先进的金属材料从A380选材的分布来看（见图2），铝合金占的比重最大，达机体结构重量的61%，因此要实现性能改进，必须开发创新的铝合金材料和工艺技术，具体是提高强度和损伤容限，加强稳定性并提高抗腐蚀能力。
尤其是在A380机翼部位（机翼的80%以上是铝合金材料）要提高性能。
A380-800飞机在铝合金结构上取得的主要成就包括：·在机身壁板上引用了很宽的钣金材料，减少了连接件从而减轻了重量；·在主地板横梁上采用了先进的铝锂合金挤压件，在这一部位的应用可与碳纤维增强塑料相媲美；·在机翼大梁和翼肋上选择了新型7085合金，这种合金在很薄的板材和很大锻件上性能优于通常的高强度合金；钛合金由于具有高强度、低密度，高损伤容限和抗腐蚀能力使其代替钢而广泛应用，但是它的高价格使其应用受到限制。
在A380的结构中，钛合金用量较空中客车其它机型有所增加，达到10%。
仅仅挂架和起落架的钛合金用量就增加了2%。
·A380挂架的主要结构是空中客车公司第一次采用全钛设计。
碳纤维复合材料在a380上的应用
碳纤维复合材料在a380上的应用简介：A380是一种超大型双层宽体民用飞机，由于飞机重量对燃油效率和性能产生重要影响，故在制造中采用了大量的轻质材料。
碳纤维复合材料具有高强度、低密度和优良的耐腐蚀性能，被广泛应用于A380的结构件制造中，以减轻飞机的重量，提高燃油效率。
翼面和竖尾：A380的翼面和竖尾使用了大量的碳纤维复合材料。
翼面主要由碳纤维复合材料构成，这非常重要，因为翼面在飞行过程中承受巨大的气动载荷。
与传统的金属结构相比，碳纤维复合材料具有更好的强度重量比，更高的刚性和耐腐蚀性能。
机身：A380的机身结构也大量使用了碳纤维复合材料。
这些材料主要用于制造机身的梁、面板和护板等结构件。
碳纤维复合材料相对于传统的金属材料来说更轻，可以减轻机身的重量，提高飞机的燃油效率。
此外，碳纤维复合材料还具有更好的疲劳寿命和抗冲击性能，有助于提高飞机的安全性能。
车辆和舱门：碳纤维复合材料还广泛应用于A380的车辆和舱门制造中。
车辆通常使用在飞机走廊上，承受行李重量和旅客流量。
碳纤维复合材料的轻量和高强度使得车辆更加耐用和可靠。
舱门是飞机的出入口，碳纤维复合材料的使用可以减轻舱门的重量，方便开关，提高飞机的安全性和使用效率。
其他应用：除了上述部位之外，碳纤维复合材料还在A380的其他部位得到应用。
例如，座椅和客舱内部装饰材料中使用碳纤维复合材料，可以减轻重量，增加乘客舒适度。
此外，碳纤维复合材料还可以用于制造机翼和尾翼附件、燃料贮箱和驱动零件等。
总结：碳纤维复合材料在A380上的应用非常广泛，几乎涵盖了飞机的各个部位。
这些材料的应用使得A380具有更高的燃油效率，更好的性能和安全性能。
随着技术的不断发展，碳纤维复合材料有望在航空工业中得到更广泛的应用，为飞机的制造带来更多的创新和进步。
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用
碳纤维复合材料在航空航天领域的应用摘要：与其它高性能纤维相比，碳纤维具有优异的力学性能、较高的比模量，甚至在高温下，碳纤维的强度也不会受到影响。
此外，在导电，热传导和电磁屏蔽方面也表现出良好的优异特性。
碳纤维复合材料在飞机上的应用越来越广泛，性能也越来越好。
近年来，近一半以上的碳纤维复合材料应用于新型高端航空产品。
碳纤维复合材料用于航空器促进航空业快速发展，取得良好成效，对于碳纤维产业进一步发展有重要意义。
关键词：碳纤维复合材料；航空领域；应用研究1.碳纤维复合材料的优势碳纤维相对于其他复合型材料本身重量较轻，且能够根据不同使用要求成型处理材料。
航空航天领域成品重量计算中发现采用碳纤维复合材料比相同尺寸零件自重减轻500公斤。
这更证明碳纤维材料在研制过程中的优越性，当飞机和其他航天设备自重降低时，可以降低工作过程中的燃油消耗，同时还可以为飞机外部机构提供防护。
尽管碳纤维本身重量较小，但是其在服役期间可以经受高温所造成的冲击，而且材料本身的特性也不容易发生改变，这就给飞机和其他航空航天设备提供了一个稳定的工作保证。
除了以上优点之外，碳纤维材料承载性能也很突出，强度可达钢材料强度的五倍以上。
这一点是其他材料难以做到的。
飞机在起飞过程中，要求初始速度很大，要达到一定的速度才能顺利地起飞。
飞机在飞行过程中还受到空气摩擦所产生的压强，所以对于外层材料的耐高温性能要求非常高。
经检测得知，碳素纤维在2000°C高温环境下仍能保持其性能不变，结构形状基本没有变化。
并且碳纤维化学性质稳定，不容易被氧化，应用在航天设备的外部结构中，也不会被轻易的腐蚀，这种性质也是传统复合材料中不具备的。
这就可以对飞机进行安全防护，外层结构在使用解读阶段不发生形变，在制造成本上得到显着下降。
2.碳纤维复合材料在航空领域中的应用2.1碳纤维复合材料应用于飞机制造随着新的飞机如空客，波音等的投产，对碳纤维行业的发展有了很大的推动作用。
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复合材料在民用航空飞机中的应用
摘要:随着现代材料科学技术的发展,复合材料作为高性能的结构材料和功能材料,在民用航空领域的应用越来越广泛。
本文对几种复合材料的性能进行了比较,介绍了复合材料在民航飞机上的功用,着重阐述了T300碳纤维/树脂基复合材料在民航飞机上的应用。
关键词:复合材料航空航天碳纤维飞机
在民用航空领域复合材料的应用对飞机减重、耐腐蚀和降低成本有着重要的作用。
复合材料结构特点和应用效果,对于飞机结构实现轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用,在飞机抗震动动稳定性、气动弹性、超声速巡航、过失速飞行控制、耐热性能、抗冲击损伤能力、前翼飞机先进气动布局和抗雷击防护等方面有着实际应用。
1 复合材料简介
复合材料是由两种或两种以上的原材料,通过各种工艺方法组合成的新材料。
复合材料既保持民原材料的某些特点,又具有民原材料所不具备的新特征,并可根据航空飞机部件需要进行专门设计。
复合材料与单一均质材料相比它具有较多的优越性,比如质量轻、抗震动、抗裂纹、耐热、抗冲击、防雷击等方面具有显著的优越性。
复合材料与金属材料相比在导电性和成形工艺等方面有着显著差异,复合材料飞机密封、静电防护和抗雷击方面的作用十分重要。
复合材料是由两
种或两种以上材料独立物理相,通过复合工艺组合构成的新型材料。
复合材料既保留原组分材料的主要特点,并通过复合效应获得原组分材料所不具备的性能。
通过材料设计可以使各组分材料的性能互相补充、彼此联系,从而获得优越性能。
复合材料飞机结构技术是以实现高结构效率、减轻飞机重量、改善飞机气动弹性和结构的坚固性等综合性能为目标的高新技术,对于民用航空飞机来说复合材料的应用对减重、耐腐蚀和降低经济成本有着重要作用,如波音飞机777∕787和空中客车A330∕A340∕A380上复合材料的应用,标志着航空飞机复合材料结构设计发展已经成熟。
2 几种复合材料性能比较
在民用航天飞机结构上应用的增强纤维主要有碳纤维、玻璃纤维、芳纶和硼纤维。
碳纤维因其具有产量高、性能好、纤维类型规格多、成本低经济实惠等特点,在民用航天飞机结构上应用最为广泛。
碳纤维增强树脂基复合材料在航天飞机舱门、机械臂和压力容器等方面有着重要的应用。
几种飞机结构上常用纤维的性能比较如表1所示。
3 复合材料在民航飞机上的功用
自20世纪80年代起,我国将复合材料应用技术研究列入重点发展领域。
复合材料应用实现了从次承力构件到主承力构件的转变,复合材料的垂直安定面﹑水平尾翼、方向舵、前机身等构件已在多种型
号飞机上使用,带整体油箱复合材料机翼等主承力结构已装机试飞成功。
先进复合材料在我国民用航空上已进入实际应用阶段。
(1)复合材料在机翼上的功用。
机翼采用复合材料结构是提高飞机结构效率,改善飞机气动弹性、飞行品质、控制特性的重要技术途径之一。
机翼结构是民用航空飞机的主承力结构,机翼承受着多种高载荷,翼面外形较为复杂,在机翼翼面设计上有许多特点。
复合材料的应用保证了机翼表面光滑和外形的准确性,满足了翼面包括外翼和中翼的气动弹性要求,其刚度和强度满足了飞机的稳定性和寿命要求。
而且复合材料的应用对民用航天飞机在检查维护过程中具有良好的使用维护性和可修理性。
(2)复合材料在民用航空飞机机身结构上的功用。
机身是飞机的躯干,其上连接着机翼、尾翼、起落架和发动机等部件,它们互相连接固定在一起,组成了一架完整的飞机。
复合材料在民用航空飞机机身结构上的应用保证了机身承受各装载物的质量力和各连接部件受力构件载荷的协调传递。
为了民用航空飞机降低成本,一般在机身、机翼和尾翼等部位使用同一种碳纤维复合材料。
4 碳纤维复合材料在民航飞机上的应用
碳纤维是以化纤和石油产品经特殊工艺制成的纤维,是碳含量在百分之九十以上的高模量和高强度纤维。
具有高强度、高模量、质量比铝轻、耐腐蚀等特性,碳纤维复合材料以其独特和卓越的理化性能
在民用航空飞机领域有着广泛的应用。
随着碳纤维和基体树脂性能和产量的不断提高,而碳纤维增强树脂基复合材料在耐湿热性能和断裂延伸率方面也得到显著改善和提高。
由于其性能的改善,碳纤维和基体树脂在民用航天飞机上的应用已由次承力结构材料逐步发展到主承力结构材料,拓宽了碳纤维和基体树脂在民用航天飞机工业中的应用。
将碳纤维/环氧和碳纤维/双马复合材料大大提高了耐腐蚀和抗疲劳的特性,而且因其质量轻具有明显的减重作用,在飞机的机身和尾翼等部位有广泛应用。
目前,T300级和T700级小丝束碳纤维增强的复合材料已经实现了民用航天飞机机体结构复合材料化。
碳纤维增强树脂基复合材料应用在航天飞机舱门和压力容器,其中最关键是航天飞机的热瓦,可以保证其能安全地重复飞行,而增强碳/碳材料RCC可以使航天飞机承受大气层所经受的最高温度1700 ℃。
5 结语
随着航空航天科学技术的进步,碳纤维的产量和质量的不断提高,民用航空飞机使用复合材料会使飞机变得更加轻巧和强固,复合材料的结构化,提高了燃油利用效率,使民用航空飞机提高了运营经济性和耐用性。
各种性能优异的碳纤维复合材料将会越来越多地出现在民用航空航天领域中,为世界民用航空航天技术的发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 赵稼祥.碳纤维在美国国防军工上的应用[J].高科技纤维与应用,2003(1).
[2] 赵稼祥.碳纤维复合材料在民用航空上的应用[J].高科技纤维与应用,2003(3).。