專題報告

波音與空客為何鐘情于復(fù)合材料？

更新時間：2021-09-09 14:00:48 編輯：秘書處瀏覽：4870

空客A350和波音787是全球許多大型航空公司的主流機(jī)型，在航空公司看來，這兩種寬體客機(jī)在長途飛行中，能夠在經(jīng)濟(jì)效益和客戶體驗方面帶來巨大的平衡性。而這種優(yōu)勢恰恰來源于它們采用了復(fù)合材料進(jìn)行制造。

復(fù)合材料在商業(yè)航空中的應(yīng)用由來已久。空客A320等窄體客機(jī)早已使用了復(fù)合材料部件，如機(jī)翼和尾翼。寬體客機(jī)，如空客A380，也使用了復(fù)合材料，其機(jī)身20%以上都是由復(fù)合材料制成。近年來，復(fù)合材料在商用航空飛行器上的使用量顯著增加，已成為航空領(lǐng)域的支柱材料。這種現(xiàn)象并不奇怪，因為復(fù)合材料具有很多優(yōu)勢屬性。

與鋁等標(biāo)準(zhǔn)材料相比，復(fù)合材料具有輕量化的優(yōu)勢。此外，外部環(huán)境因素也不會對復(fù)合材料造成磨損。這就是為什么超過一半的空客A350和波音787客機(jī)都是由復(fù)合材料制成的關(guān)鍵原因。

波音787的構(gòu)造中復(fù)合材料占50%，鋁占20%、鈦占15%、鋼占10%以及5%的其他材料。波音公司能從這種結(jié)構(gòu)中獲益，減輕相當(dāng)多的重量。由于復(fù)合材料構(gòu)成了結(jié)構(gòu)的大部分，客機(jī)總重量平均減少了20%。此外，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)制造任何形狀。因此，波音公司用多個筒狀部件組成了787的機(jī)身。

波音與空客為何鐘情于復(fù)合材料？

波音787比以往任何波音商用飛機(jī)都更多地使用了復(fù)合材料。相比之下，波音777的復(fù)合材料占比僅為10%。波音公司表示，復(fù)合材料使用量的增加對客機(jī)制造周期產(chǎn)生了更廣泛的影響。總的來說，在飛機(jī)生產(chǎn)周期中有幾種不同的材料。空客和波音都明白，為了長期安全和成本優(yōu)勢，需要謹(jǐn)慎地平衡制造過程。

空客公司對復(fù)合材料擁有相當(dāng)大的信心，尤其熱衷于碳纖維增強塑料(CFRP)。空客表示，復(fù)合材料飛機(jī)機(jī)身，更加堅固，且重量更輕。由于磨損減少，機(jī)身結(jié)構(gòu)在服役期間可以減少維護(hù)，如空客A350的機(jī)身結(jié)構(gòu)維護(hù)任務(wù)減少了50%。此外，空客A350機(jī)身只需要每12年進(jìn)行一次檢查，而空客A380檢查時間為每8年一次。

未來，隨著航空業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，復(fù)合材料無疑將在飛機(jī)制造中繼續(xù)扮演重要角色。值得注意的是，波音公司為其未來的寬體客機(jī)波音777X建立造價10億美元的復(fù)合材料機(jī)翼生產(chǎn)中心，該中心占地面積達(dá)12.1萬平方米，專門為新飛機(jī)制造機(jī)翼的面板和翼梁。空客公司也一直在研發(fā)全新復(fù)合材料技術(shù)，準(zhǔn)備部署于其下一代氫動力ZEROe概念飛機(jī)上。因此，復(fù)合材料仍將在未來商業(yè)航空中扮演重要角色。

畢竟，更堅固的機(jī)身可以讓航空公司擁有更高效的機(jī)隊。此外，重量減輕能幫助航空公司運送更多乘客，并減少燃料消耗，增加飛行距離。在格外注重成本的市場環(huán)境下，航空公司將能從復(fù)合材料應(yīng)用中獲得長期的利益。

本文由中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會編譯，文章不用于商業(yè)目的，僅供行業(yè)人士交流。轉(zhuǎn)載請注明來自中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會。

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