國產飛機為閻良加快發展碳纖維復合材料提供廣闊空間

　　當前，評價一架機先進性的關鍵指標就是看用多少碳纖維復合材料。自上世紀７０年代起，航空材料的復合材料時代已經到來。我國經過近１０多年的努力，也基本掌握了碳纖維復材的研制能力。今后國產飛機將進一步加大復材應用，閻良應抓住這個難得的機遇有所作為。
　　復合材料成為飛機先進性的決定性因素
　　只要快速瀏覽一下飛機發展的歷史，不難發現，雙翼機變成了單翼機、機械式零部件被電子器件代替，螺旋槳飛機演變成了噴氣機，這是一部技術成就令人瞠目的發展史。但是在飛機發展的前期，有一件事實一直維持不變，這就是飛機機體、發動機以及數不清的關鍵零部件都是由全金屬材料制造的，而從上世紀７０年代起，航空材料的復合材料時代已經到來。產生這個的轉型和巨變的要原因是用航空復合材料替代金屬材料可以使飛機減重１０至４０％，結構成本降低１５至３０％。顯然，減重和降低成本對于以高油價為特征的航空市場、減少排放實現低碳、以及提高航空產品的市場競爭力都是極其重要的。
　　復合材料先出現在軍用飛機，特別是要求高推重比以及隱身的戰斗機及攻擊機上，復合材料一般占其飛機結構的２０~５０％，其中有些飛機的發動機也用到了復合材料（Ｆ／Ａ－１８Ｃ／Ｄ、ＡＶ－８ＢＩＩ、Ｂ２、Ｆ－２２、Ｆ－３５、陣風以及歐洲戰斗機等）。但到２０１０年，空客的軍用運輸機Ａ４００Ｍ大量使用了復合材料，其標志是全復合材料機翼，Ａ４００Ｍ飛機復合材料的總量占飛機空重的３５％。
　　上世紀７０年代末８０年代初，民用飛機的雷達罩、機身整流罩、內裝飾結構、控制面等開始使用復合材料，用量約占飛機結構重量的１~３％，但隨著復合材料工業的成熟以及價格下降，新一代的Ａ３２０以及后來的Ｂ７７７等的復合材料用量就升至結構重量的１０~１５％。目前已實現商業運營的Ａ３８０飛機近乎結構重量的１／４采用了復合材料，一架Ａ３８０用到的結構復合材料達３０噸之多，而Ｂ７８７的復合材料用量占結構重量的５０％，其標志是全復合材料機身，以及機翼、短艙及全部內裝飾等。
　　另外，復合材料革命對飛機維修供應鏈也有巨大的影響。高復合材料含量的飛機將驅動飛機維修程序發生重大變化。波音公司認為，由于采用主承力復合材料結構，波音７８７與Ａ３８０相比，航線檢修減少１４次，Ｃ檢兩次，４Ｃ檢一次。此外，波音７８７的航線維修檢的目標間隔是每１０００小時一次，比波音７７７高出４００小時。高復合材料的發動機也從更高的可靠性以及更寬松的檢驗獲益。試想一下１１年內只有三塊ＧＥ９０的復合材料風扇葉片更換。復合材料維修市場擴大時，航空公司將可以看到其單機總的維修支出下降。
　　目前，一度被視作飛機設計理想的、但昂貴的方案的復合材料，由于經濟效益已進入成熟期，隨著生產成本的繼續降低，它越來越被看作佳財富而不只是先進的設計用代替材料?？梢钥隙ǖ氖墙饘龠€不會立刻從飛機設計上消失，在可預見的未來，它仍將作為發動機零部件及某些飛機結構的主導材料。但是在將來的飛機設計中，金屬將作為“例外”而不是作為“常規”存在。在復合材料不充足時將用金屬而不是相反。
　　我國航空復合材料研制取得長足進展
　　據記者調查，我國碳纖維的研制至今已經歷３０多年的漫長歷程，尤其近十幾年來，通過引進消化與自主研發，我國碳纖維行業發展非常快，其進步可以概括為“三初”：一是初具規模，二是初上水平，三是初步滿足國民經濟與社會發展的需要。
　　初具規模意味著國產碳纖維的規模化工業生產已經成為現實。據專家介紹，高性能碳纖維分為兩種，即高強型（Ｔ系列）和高模型（Ｍ系列），日、美等國可大規模工業化生產Ｔ３００－Ｔ１０００系列高強碳纖維產品，以及Ｍ３０－Ｍ６５Ｊ系列高模碳纖維產品。目前，我國在Ｔ３００級碳纖維上的工業化生產的全流程關鍵技術，已基本實現國產化突破，形成了具有高自主知識產權的碳纖維產業化成套技術，產品已經部分替代了進口。
　　初上水平意味著我國在型號更加先進的高性能碳纖維的研發和工業化生產上有所突破。目前，我國的小絲束級的碳纖維已經在部分地區和企業內通過了考評，初步實現了產業化，正在開展高水平的產業化生產建設。
　　國產碳纖維已經能初步滿足需要。高端碳纖維產品及其復合材料的研發是否符合國防科技工業發展的需求，能否不斷提高我國國防軍工自主保障水平，是衡量碳纖維產業發展水平的重要標志。目前，國產碳纖維已陸續在運載火箭、衛星、大型飛機和戰斗機等高端裝備得到應用驗證。
　　隨著碳纖維行業進入快速發展期，我國現已培育了江蘇恒神、中復神鷹、威海拓展等碳纖維的龍頭企業，形成了產業集群效應。雖然，目前我國碳纖維技術與日本還存在不小的差距，因為日本東麗公司的Ｔ８００早在１９８４年就生產出來了，但我們不能以簡單的時間坐標來判斷碳纖維的差距，我國已有了相關的高性能碳纖維，真實差距也就是十幾年。
　　閻良需抓住國產飛機發展機遇加快復材生產
　　今后國產飛機將大幅度提高碳纖維復材的使用比例，閻良需抓住這個難得的歷史機遇，在既有的基礎上加快發展復材生產，力爭使自己成為碳纖維復材大的研制基地。
　　今年５月份，商飛北研中心常務副主任李東升在歐美同學會舉辦的第十屆“學人與２１世紀上海發展”研討會上透露，繼Ｃ９１９之后，商飛下一個型號的飛機，將增加復合材料的應用，計劃達到５１％左右。李東升說，復合材料在國產民機機體上使用的比重正越來越大。目前國產新支線飛機ＡＲＪ２１－７００仍以金屬材料為主，但大型客機Ｃ９１９則使用了１２％的復合材料。下一個型號的飛機，會增加復合材料的應用，計劃達到５１％，鋁合金及鋁鋰合金比重則下降到２０％左右。目前國產飛機完全采用進口復合材料，國產復合材料替代空間很大。
　　同時，軍用飛機及國外的轉包生產方面，碳纖維復合材料在的使用也在不斷增加。中航工業西飛公司、中航工業成飛公司都在軍用飛機的碳纖維使用方面取得很大進展。中航工業哈飛則抓住國際航空復合材料產業轉移的機遇在國際合作上很有成效。它通過與空客的合作，被確定為“國防科技工業樹脂基復合材料結構制造技術研究應用中心，直升機機身樹脂基復合材料構件批生產基地”，是目前國內大的航空復合材料產品生產基地之一。
　　閻良現在的復合材料的生產、使用廠家主要集中在中航工業西飛公司和航天西安康本材料有限公司。目前，這兩家生產、使用的量都并不大。從調研的情況看，今后閻良要進一步發展復合材料需付出更多的努力：一是扶持航天西安康本材料有限公司在Ｔ８００、Ｔ１０００碳纖維研制方面取得突破；二是幫助航天西安康本材料有限公司在Ｔ３００碳纖維生產方面開拓市場，爭取更大的規模效應；三是鼓勵中航工業西飛公司多使用國內的碳纖維，尤其與航天西安康本材料有限公司開展合作；四是積極與商飛協調，爭取把大飛機復合材料國產化基地放在西安；五是爭取與波音、空客、日本東麗公司多合作，提高自己復合材料的生產、使用水平。
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