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江蘇化工網 行業(yè)資訊 科學普及 科普知識 新型復合材料為國產大飛機“瘦身”
新型復合材料為國產大飛機“瘦身”
  發(fā)布日期:2023-05-30

5月28日,國產大飛機C919圓滿完成載客首飛,開啟市場化運營、產業(yè)化發(fā)展新征程。C919的技術亮點之一就是飛機的重量減輕。C919首架機采用的先進材料使飛機整體減重7%左右,為大飛機的“減肥”作出了重要貢獻。作為我國首次按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴氣式干線客機,“大國重器”C919應用了多種先進的化工復合材料。

后機身和平垂尾:T800級碳纖維復材

C919是國內首個使用T800級碳纖維復合材料的民機型號。中復神鷹、光威復材等公司已經具備小批量生產相關類型產品的能力。

T800級碳纖維復合材料由增韌環(huán)氧樹脂基體、增強纖維T800碳纖維制備而成,拉伸強度和拉伸模量較T300提高50%左右,也是目前國際上民機主承力結構應用最為廣泛的復合材料。C919上受力較大的部件,如后機身和平垂尾等都使用了T800級碳纖維復合材料,機體結構向整體化、輕量化發(fā)展,達到國際同類飛機先進水平。

此外,C919的雷達罩和襟翼均使用了玻璃纖維復合材料,在滿足設計要求的同時,降低了制造成本。

客機艙門和客貨艙地板:芳綸蜂窩材料

C919艙門和客貨艙地板使用了芳綸蜂窩材料。芳綸蜂窩是一種模仿蜂巢結構、經由酚醛樹脂浸漬的芳綸纖維紙制成的非金屬復合材料,具有重量輕、強度高、抗沖擊、耐腐蝕、隔音隔熱的特點,便于大面積整體成型。這種材料的強度比傳統(tǒng)鋁蜂窩材料高出30%~60%,而重量卻較傳統(tǒng)材料輕25%~30%,被譽為飛機的“瘦身專家”。C919機艙內部的椅罩、門簾采用了國產高性能纖維芳砜綸材料。芳砜綸由聚砜酰胺組成,具有優(yōu)良的電絕緣性和耐熱性,不但可以制作多種耐高溫濾材和高溫高壓電器中的絕緣材料,而且還可加工成運輸工具中的高級阻燃織物等。

巨化集團作為C919制造供應商之一,所提供的航空氟塑料制品也成功應用到大飛機上,為C919“研發(fā)、制造、取證、投運”的全面貫通提供了強有力的新材料保障。據了解,巨化集團為C919提供八大類產品,每架C919大飛機使用航空氟塑料制品萬余個。

隔音隔熱系統(tǒng):玻璃纖維隔音隔熱氈

C919艙體隔音隔熱系統(tǒng)中的玻璃纖維隔音隔熱氈是一種輕質、柔性材料,通常稱作“飛機棉”,專為節(jié)省空間和重量而設計,隔音、隔熱和排水效果顯著。C919“飛機棉”由重慶再升科技股份有限公司自主研發(fā)而成。該公司將直徑2微米左右的玻璃纖維與相關輔料精準搭配,用高科技手段“織”成需要的材料形態(tài),填補了國內空白,保障了國產大飛機“飛機棉”的自主供應。

發(fā)動機:碳纖維復材及陶瓷基復材

航空發(fā)動機是飛機的核心。目前C919的發(fā)動機一共有兩種適配型號,分別是來自賽峰公司的LEAP-X1C發(fā)動機以及國產自研的CJ-1000系列發(fā)動機。此次C919的發(fā)動機為LEAP-X1C發(fā)動機,采用了由賽峰公司研制的碳纖維復合材料風扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復合材料渦輪部件。新材料的應用可以降低航空發(fā)動機的重量,提高飛機的燃油效率和運載能力。據了解,由江蘇新?lián)P新材料股份有限公司參與研制的復合材料風扇葉片已經進入試制件生產階段。該國產復合材料風扇葉片將會用于C919的配套發(fā)動機上,有望使C919性能向前再邁進一步。

輪胎:橡膠復合材料

飛機輪胎所使用的材料與汽車輪胎基本相同,主要區(qū)別是飛機輪胎采用了更高強度的橡膠復合材料。此次C919使用的就是來自米其林的Air X子午線輪胎。目前,寧夏神舟輪胎有限公司C919大飛機子午線輪胎研制已取得階段性成果。該公司C919主輪胎于2020年11月在陜西興平航空輪胎機輪剎車試驗中心通過動力模擬試驗,2022年10月通過過速著陸試驗,2022年11月通過過載飛行循環(huán)試驗;C919前輪胎于2022年10月通過動力模擬試驗,2022年11月通過過速著陸及過載飛行循環(huán)試驗。該公司具備了裝機試飛條件,是國內唯一一家C919飛機主前輪全部試驗通過的企業(yè)。

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