碳纤维复合材料在民用航空上的应用

       正在建造中的欧洲空中客车公司A380-800飞机长73m、高24.lm、翼展79.8m，在最经济有效的0.89M飞行速度下，航程1.4×10 m。它是民航飞机中最先进、最具代表性、也是采用复合材料比例最高的机种。A380-800飞机中先进维复合材料用量高达30 -35t，主要是碳／环氧复合材料，也包括GLARE（玻璃纤维增强铝）和玻纤／环氧。此外，还有30t玻纤／酚醛复合材料，用于飞机的内装修。

       A380-800飞机复合材料构件分别由空中客车各分公司和合作伙伴完成。空中客车法国分公司制造中机身，包括中翼盒、机头和驾驶舱。BAE系统公司生产主机翼段。空中客车德国分公司制造机身、前、后机翼（包括玻璃纤维增强铝GLARE的组装）、垂直尾翼和后压力舱壁等。空中客车西班牙分公司制造后机身、水平安定面、腹部整流装置、方向舵和升降舵等。一些复合材料次承力构件由欧洲、美国和日本等国转包合同公司承担。第一架A380-800的制造生产始于2002年1月23日，将最后于2004年在法国吐鲁兹( Toulouse)组装。A380-800的首飞亦将于2004年实施。

       A380-800飞机复合材料构件的尺寸与其他同类飞机相比，无论长度或厚度都超过1倍，除了常规手工铺层／压力釜工艺外，A380-800飞机上采用一系列复合材料先进制备技术，包括：先进纤维铺放技术( AFP)、预浸带自动铺层技术(ATL)、树脂膜浸渗技术(RFI)、树脂传递模技术( RTM)、拉挤(Pultrusion)和热塑性树脂成型／焊接技术。A380-800飞机上采用的碳纤维、预浸料、树脂等原材料详见表2。

4、在民用飞机上应用复合材料的看法

      总结归纳国外在民用飞机上应用复合材料的经验和教训，可得到以下的看法：

      (1)复合材料可有效降低飞机结构质量，改进性能，因而随着飞机设计的改进和复合材料技术的进步，复合材料在民用飞机上的应用比例在不断扩大。

      (2)复合材料当前价格相应较高，因此，复合材料在民用飞机上的应用比例不是越高越好，存在价格／性能比问题。目前，应用复合材料比例最高的民机是欧洲空中客车公司A380-800飞机，复合材料用量占结构质量的25%。以当前复合材料的原材料价格和工艺技术水平来看，在民用飞机上的用量不宜超过此比例。

       (3)为了降低复合材料的价格，研究低成本复合材料技术对新一代的民用飞机非常必要，包括：低成本碳纤维制备技术、低成本复合材料制备和成型技术等。