首先闡述了飛機結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料的重要性與必然性，較全面介紹了先進樹脂基復(fù)合材料在飛機上應(yīng)用及其發(fā)展歷程，指出了復(fù)合材料發(fā)展亟待解決的重要問題，展望了復(fù)合材料的發(fā)展未來。大量事實表明：先進復(fù)合材料用于飛機結(jié)構(gòu)可同獲減重／功能雙重顯著效益，先進復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)上用量已成為衡量飛機先進性的一個重要標(biāo)志，先進復(fù)合材料用于飛機結(jié)構(gòu)仍有很大的發(fā)展?jié)撃?，樹脂基?fù)合材料用于飛機結(jié)構(gòu)老化已不成問題，復(fù)合材料更大發(fā)展時期已經(jīng)到來。

1飛機結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料的必然性

     “輕質(zhì)化、長壽命、高可靠、高效能、高隱身、低成本”是新一代飛機的發(fā)展目標(biāo)，先進復(fù)合材料用作飛機結(jié)構(gòu)則是實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。這是因為先進復(fù)合材料具有質(zhì)輕、高強、可設(shè)計、抗疲勞、易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)／功能一體化等優(yōu)點，因此，繼鋁、鈦、鋼之后迅速發(fā)展成為四大飛機結(jié)構(gòu)材料之一，如圖1所示。復(fù)合材料用量已是飛機先進性的一個重要標(biāo)志，如先進的F-22、F-35、B-2等軍機其復(fù)合材料用量均達到25%以上，民機也是如此，新研制的A380復(fù)合材料用量達25%，而B787高達50%。

      復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用首先帶來的是顯著的減重效益，復(fù)合材料尤其是碳纖維復(fù)合材料其密度僅為1.6g/cm3左右，如等量代替鋁合金，理論上可有42%的減重效果，對于為減輕1克重量而奮斗的飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，這是目前其他任何先進手段所無法達到的效果，也是先進復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)上大量應(yīng)用的根本所在。重量的減輕意味著戰(zhàn)斗能力的提升、航程增加或者運輸能力提高，如美國旅游者( Voyager)號飛機，90%以上為碳纖維復(fù)合材料，飛機結(jié)構(gòu)重量只有453kg，可連續(xù)環(huán)球飛行9天，飛行距離達40252km。飛機結(jié)構(gòu)每減少lkg重量，對于小型民機、直升機、戰(zhàn)斗機和運輸機，其結(jié)構(gòu)受益分別可達50、100、450和900美元，飛機結(jié)構(gòu)應(yīng)用復(fù)合材料所帶來的效益顯而易見。

      近年來隨著復(fù)合材料技術(shù)的深入研究和應(yīng)用實踐的積累，人們清楚地認識到：復(fù)合材料在飛機結(jié)構(gòu)上應(yīng)用效益絕不僅僅是減重，而且給設(shè)計帶來創(chuàng)新舞臺，通過合理設(shè)計，還可提供諸如抗疲勞、抗振、耐腐蝕、耐久性和吸透波等其它傳統(tǒng)材料無法實現(xiàn)的優(yōu)異功能特性，可極大地提高其使用效能，降低維護成本，增加未來發(fā)展的潛力和空間。尤其與鋁合金等傳統(tǒng)材料相比，可明顯減少使用維護要求，降低壽命周期成本，特別是當(dāng)飛機進入老齡化階段后效果更明顯，據(jù)說B787較之B767機體維修成本會降低300/，這在很大程度上應(yīng)歸功于復(fù)合材料的大量應(yīng)用。同時，大部分復(fù)合材料飛機構(gòu)件可以整體成型，大幅度減少零件數(shù)目，減少緊固件數(shù)目，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低連接和裝配成本，從而有效地降低了總成本，如F/A-1 8E/F零件數(shù)減少42%，減重158kg。復(fù)合材料整體成型技術(shù)還可消除縫隙、臺階和緊固件，無疑對提高軍機的隱身性能也具有非常重要的貢獻。

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