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碳纖維在航空航天上的應用
发布时间:2017-01-10 15:45 | 浏览次数:


  現階段複合材料主要用于制造航空航天器械的外飾和內飾部件,比如座椅、肋板、內部裝飾、舷窗、扶手、引擎罩蓋、機翼、機身和導流罩等,目前在航空航天領域運用最多的複合材料爲碳纖維複合材料。
 

航天卫星
 

  碳纖維複合材料以其獨特、優異、卓越的物理化學性能,廣泛應用在火箭殼體、導彈和飛行器材等航空航天領域。例如采用碳纖維與樹脂制成的複合材料制成的飛機、衛星、火箭等宇宙飛行器,其重量和噪音大大減低,從而增加了産品的助推力,節約大量燃料。
 

  在航空航天方面主要利用了它耐高溫、輕而硬的力學特點,因而廣泛應用于航天、航空、飛機、飛船,充當産品的結構材料。如飛機的一次構造材料(主翼、尾翼、機體);二次構造材料(副翼、方向舵、升降舵、內部裝飾材料、地板材料、桁梁、刹車片等及直升飛機的葉片;火箭的排氣錐體、發動機蓋等;人造衛星結構體、太陽能電池板和天線、運載火箭和導彈殼體)等。目前輕型商務機航班和直升飛機的碳纖維複合材料使用量已占55%,軍用飛機則在25%左右,大型客機用量在20%左右。
 

  航空用纖維材料由纖維和樹脂材料結合而成,根據纖維的強度,纖維加強型材料可分爲碳纖維增強複合材料(CFRP)、玻璃鋼(GFRP)等,2013年,碳纖維在航天領域的應用量達到54.3%,GFRP則達到了25.8%,預計到2019年,沿線委會增長到67.2%,玻璃鋼會減少至17.3%。
 

  根據用途不同,航空航天用複合材料可分爲機身複合材料、引擎蓋複合材料、發動機複合材料、飛機內部裝飾複合材料。2013年,其中機身所用複合材料,航空發動機複合材料,飛行器內飾所用材料分別占64.6%,6.9%,28.5%;統計數據指出到2018年,機身所占比重會達到77.4%,其中航空發動機和飛行器分別占4.8%和17.8%。
 

  總體來看,碳纖維在航空航天領域成波段增長態勢。Zai2009-2016年間只有09年和11年出現小幅下降的情況,其他年份則是成增長態勢。
 

  從當前我國對碳纖維及行業的重視程度和科研投來來看,結合國家十三五對碳纖維新興産業的投入,2017-2022年間,我國碳纖維行業需求量將保持13%左右的增速,按照這一增速預測,到2022年我國航天航空領域對碳纖維的需求量將呈現大幅增長態勢。

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