【航空航天】碳纖維材料的創新,讓飛行器飛的更高、更遠
復合材料的在航空航天飛行器上的應用是歷史性的事件,特別是碳纖維復合材料的應用。但是碳纖維在飛機上的應用并不是開始就順順利利。
英國的羅羅公司(羅爾斯-羅伊斯公司)是上早開展高性能碳纖維在航空領域應用研究的企業。1967 年它就開始研制CFRP進氣風扇葉片,準備用于當時正在設計試制的先進的渦扇飛機發動機。先進的材料用于關鍵的部位,這是人們自然而然的想法。但是很不幸,該發動機未能通過“撞鳥”實驗,而且該項目嚴重超預算,羅羅公司資金鏈斷裂,1971年初,羅羅公司破產......
同時期,日本也在研究碳纖維,以今天的碳纖維龍頭企業東麗為例。早在1960年代進行研發,并于1970年開始啟動規?;a,但受制于當時日本整體產業水平,無法提供合適的產品。為了開發更好的制造工藝,東麗與美國聯合碳化物公司(UCC)簽訂交叉許可協議,UCC對Toray對其自身的制造過程進行了培訓,該協議使東麗公司于1971年成功將碳纖維商業化。
碳纖維天生為航空航天,但早期的航空業對日本的碳纖維抱有懷疑,東麗公司另辟思路,先在釣魚竿中實現了批量化應用,后又在棒球桿、高爾夫球桿中實現了應用...在運動和休閑市場的成果,維持了東麗的碳纖維量產化和質量提升,反過來又推進了其在航空中的應用。1975年波音采用東麗T300級碳纖維作為波音767擾流板和其他部分輔助結構材料,后來東麗又T800及新型的樹脂以滿足波音更高的撞擊要求。隨著技術的發展,更多的飛機用上復合材料,飛機上的碳纖維復合材料用量越來越多,而且也從輔助部件開始向承力結構發展。
而軍機對操縱性和靈活性又更高的要求,因此在碳纖維復合材料的應用上更為激進!
而隨著人類對深空的向往,火箭、衛星不斷向更遠的太空深處探索,碳纖維復合材料不僅可以輕量化,還有其他高性能的特點。
很多新材料的發展是從航空航天開始的,碳纖維復合材料也不例外。反過來碳纖維復合材料在航空航天上的成功應用,又更好的促進碳纖維產業的快速發展!
碳纖維生而為航空航天,但從天上走向地下,是進一步大發展的必然!
英國的羅羅公司(羅爾斯-羅伊斯公司)是上早開展高性能碳纖維在航空領域應用研究的企業。1967 年它就開始研制CFRP進氣風扇葉片,準備用于當時正在設計試制的先進的渦扇飛機發動機。先進的材料用于關鍵的部位,這是人們自然而然的想法。但是很不幸,該發動機未能通過“撞鳥”實驗,而且該項目嚴重超預算,羅羅公司資金鏈斷裂,1971年初,羅羅公司破產......
同時期,日本也在研究碳纖維,以今天的碳纖維龍頭企業東麗為例。早在1960年代進行研發,并于1970年開始啟動規?;a,但受制于當時日本整體產業水平,無法提供合適的產品。為了開發更好的制造工藝,東麗與美國聯合碳化物公司(UCC)簽訂交叉許可協議,UCC對Toray對其自身的制造過程進行了培訓,該協議使東麗公司于1971年成功將碳纖維商業化。
碳纖維天生為航空航天,但早期的航空業對日本的碳纖維抱有懷疑,東麗公司另辟思路,先在釣魚竿中實現了批量化應用,后又在棒球桿、高爾夫球桿中實現了應用...在運動和休閑市場的成果,維持了東麗的碳纖維量產化和質量提升,反過來又推進了其在航空中的應用。1975年波音采用東麗T300級碳纖維作為波音767擾流板和其他部分輔助結構材料,后來東麗又T800及新型的樹脂以滿足波音更高的撞擊要求。隨著技術的發展,更多的飛機用上復合材料,飛機上的碳纖維復合材料用量越來越多,而且也從輔助部件開始向承力結構發展。
目前代表飛機先進發展水平的波音787和空客350,其碳纖維復合材料的用量都超過了重量的50%!
波音787飛機的機身蒙皮、框、長桁、地板梁、龍骨梁、機翼前后、機翼蒙皮及翼肋等主要部件都采用CFRP。
而軍機對操縱性和靈活性又更高的要求,因此在碳纖維復合材料的應用上更為激進!
而隨著人類對深空的向往,火箭、衛星不斷向更遠的太空深處探索,碳纖維復合材料不僅可以輕量化,還有其他高性能的特點。
在上個月(2021年6月)神舟十二號飛船發射,并和天宮號空間站對接,其中就有碳纖維復合材料助力。
很多新材料的發展是從航空航天開始的,碳纖維復合材料也不例外。反過來碳纖維復合材料在航空航天上的成功應用,又更好的促進碳纖維產業的快速發展!
碳纖維生而為航空航天,但從天上走向地下,是進一步大發展的必然!










































