據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008～2010年世界航空航天領(lǐng)域?qū)?a href="http://m.shijieche.cn/sell/" target="_blank">碳纖維復(fù)合材料的總需求為2.4萬噸，預(yù)測(cè)2014年和2018年碳纖維復(fù)合材料的需求將分別達(dá)到1.7萬噸和2萬噸。碳纖維復(fù)合材料在民用飛機(jī)上的應(yīng)用被特別看好，目前新增產(chǎn)能均以滿足航空需要的高性能碳纖維及復(fù)合材料為主，未來5～10年內(nèi)碳纖維復(fù)合材料在民用飛機(jī)上的應(yīng)用也將高速成倍增長。隨著我國軍用飛機(jī)、支線飛機(jī)ARJ21及大型商用客機(jī)C919項(xiàng)目的開展和我國航天事業(yè)的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料的用量將會(huì)不斷增長。國內(nèi)航空運(yùn)輸市場的快速發(fā)展將對(duì)民用飛機(jī)產(chǎn)生巨大需求，預(yù)計(jì)到2023年，中國客貨運(yùn)輸飛機(jī)擁有量將達(dá)到2769架。飛機(jī)制造業(yè)的發(fā)展將需要很多高性能的碳纖維增強(qiáng)飛機(jī)蒙皮鋁合金材料。面對(duì)國內(nèi)和國際兩個(gè)市場，將發(fā)展形成巨大的產(chǎn)業(yè)。

圖5.1 碳纖維復(fù)合材料在飛機(jī)的應(yīng)用部位

在民用領(lǐng)域，550座的世界最大飛機(jī)A380由于CFRP的大量使用，創(chuàng)造了飛行史上的奇跡。飛機(jī)25% 重量的部件由復(fù)合材料制造，其中22%為碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)。這些部件包括：減速板、垂直和水平穩(wěn)定器(用作油箱)、方向舵、升降舵、副翼、襟翼擾流板、起落架艙門、整流罩、垂尾翼盒、方向舵、升降舵、上層客艙地板梁、后密封隔框、后壓力艙、后機(jī)身、水平尾翼和副翼均采用CFRP制造。

我國第一架全碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、氫燃料電池動(dòng)力無人試驗(yàn)機(jī)“雷鳥”（LN60F）在沈陽某機(jī)場首飛成功。全球最暢銷的碳纖維雙座運(yùn)動(dòng)飛機(jī)，其采用輕型碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)：一是空機(jī)重量載重比高，本機(jī)的空機(jī)重量為230公斤，最大起飛重量為450公斤，空機(jī)重量載重比達(dá)0.957；二是大量減少了工裝、模具數(shù)量，便于在多品種、小批量生產(chǎn)時(shí)，降低生產(chǎn)成本。

圖5.2 復(fù)合材料在空客A380中的應(yīng)用   圖5.3 復(fù)合材料在中國C919中的應(yīng)用

圖5.4 中國全碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)“雷鳥”

Jetpack個(gè)人飛行器的整套設(shè)備大多數(shù)零件都是采用碳纖維、杜邦公司的凱夫拉材料和其他高強(qiáng)度聚合物制造，減輕重量的同時(shí)保證強(qiáng)度，讓整套裝置在每分鐘6000轉(zhuǎn)的情況下依然能夠保持足夠的穩(wěn)固。背包式碳纖維個(gè)人飛行器，讓你飛著去上班。

圖5.5 Jetpack 個(gè)人飛行器

高模量碳纖維質(zhì)輕、剛性、尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性好，因此很早就應(yīng)用于人造衛(wèi)星結(jié)構(gòu)體、太陽能電池板和天線中。現(xiàn)今的人造衛(wèi)星上的展開式太陽能電池板多采用碳纖維復(fù)合材料制作，而太空站和天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)上的一些關(guān)鍵部件也往往采用碳纖維復(fù)合材料作為主要材料。

圖5.6 碳纖維復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料被作航天飛機(jī)艙門、機(jī)械臂和壓力容器等。美國發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)的熱瓦，十分關(guān)鍵，可以保證其能安全地重復(fù)飛行。一共有8種：低溫重復(fù)使用表面絕熱材料LRSI；高溫重復(fù)使用表面絕熱材料HRSI；柔性重復(fù)使用表面絕熱材料FRSI；高級(jí)柔性重復(fù)使用表面絕熱材料AFRI；高溫耐熔纖維復(fù)合材料FRIC—HRSI；增強(qiáng)碳/碳材料RCC；金屬；二氧化硅織物。其中增強(qiáng)碳/碳材料RCC，最為要的是它可以使航天飛機(jī)承受大氣層所經(jīng)受的最高溫度1700℃。

圖5.7 碳纖維復(fù)合材料在神舟六號(hào)飛船上的應(yīng)用

從神舟一號(hào)到神舟九號(hào)，從無人到載人，飛船推進(jìn)分系統(tǒng)的碳纖維復(fù)合材料主承力構(gòu)件均由哈爾濱玻璃鋼研究院制造。“神九”關(guān)鍵部件復(fù)合材料采用的是高技術(shù)含量的特種防止增強(qiáng)材料。