复合材料由于具有高的比强度和比刚度，重量轻，可设计性好及优异的耐疲劳性能等优点，在航空航天等国防工业领域已得到相当的应用。近几十年来，飞机的迅猛发展在很人程度上得益于复合材料的应用。目前轻型直升机起落架零件通常采用进口的航空铝制造，这在极大程度上受倒了国外材料的制约，而且铝材的重量大，减振性能差，限制了起落架零件的推广应用。随着复合材料任飞机上的应用越来越广泛，作为主承力件的复合材料起落架已经出现在国外某些战斗机上，研制复合材料起落架零件具有极大的应用前景。

　　双人座轻型直升机重量小，降落过程中所受载荷相对较小，采用有限元软件对起落架降落过程的载荷进行分析计算，以确定起落架复合材料体系，并可以对复合材料进行铺层优化设计得到起落架用复合材料的铺层方式。复合材料RTM成型工艺由于成本低、效率高广泛用丁复合材料成型制造中。但是实施RTM工艺的关键在于设计合理的模具和准确确定其工艺参数（包括注射压力、温度、树脂黏度等），因此国外开发了一些RTM工艺模拟软件，如LIMS、CRIMSON等，通过工艺实施前的计算机模拟来指导模具设计，并确定RTM工艺参数，从而降低了工艺成本。

　　轻型直升机起落架零件采用高强玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料，纤维体积含量为55%，其单层板的厚度为0.23mm，弹性常数为：经向弹性模量E1=24GPa、纬向弹性模量E22=21GPa、泊松比u12=0.18、剪切模量G12=3.5GPa：其基本强度性能为经向拉伸强度Xt=600MPa、经向压缩强度Xc=450MPa、纬向拉伸强度Yt=500MPa、纬向压缩强度Yc=420MPa和纵横剪切强度S=120MPa，层间剪切强度t=70MPa。将起落架长度方向作为复合材料铺层的参考方向，并将增强织物的经向作为材料的零度方向，根据起落架的承载特点和复合材料对称铺层的原则，初步确定了铺层方式为[0/45/90/-45/0]s。

　　从模拟结果可以看出，当溢料口设置在端部中点时无干斑出现，而设置在角点位置时容易在树脂最后充满的位置引起干斑（预成型体未完全被树脂浸透），这将成为复合材料服役过程中的破坏源，因此溢料口位置应设置在端部中点。采用大端中点注射时注射时间比零件中心点注射时间长的多，这对于树脂的低黏度平台是一个极大的挑战，而且从模拟结果中可以看出在零件中心点注射时，树脂到达两端的时间并不同步，这是由于大端体积大需要的树脂更多，造成小端充满树脂后仍需要较长时间才能使大端充满，这样既浪费树脂（树脂从小端溢料口溢出）又浪费时间。可以将注射口由零件中心向试件大端作了适当移动，溢料口设置在零件两端的中点，用RTM工艺模拟软件模拟了其内部树脂流动情况和干斑情况，此种注射方式内部无干斑，注射效率也较高，最终确定采用此注射方式制造起落架零件。

　　RTM工艺要求树脂在凝胶点之前存在一个较长的低黏度平台时间，以充分保证树脂在低黏度平台范围内能顺利注满模腔，完全浸润纤维预成型体。但是树脂的黏度受树脂温度的影响，注射温度直接影响到低黏度平台时间。

　　在上述模拟结果的基础上最终确定起落架RTM工艺制造参数为：注射压力p为0.35MPa，树脂注射温度为42℃。采用上述工艺制造的复合材料起落架重量为3.5kg，比原米的航空铝材起落架（4.5kg）减重约22%。复合材料起落架经过加载测试，满足承载的各项性能指标。

　　通过有限元软件对轻型直身机起落架零件的承载进行分析计算，确定了起落架复合材料的铺层方式：通过RTM工艺模拟软件对起落架零件的RTM工艺模拟确定了起落架的注射口和溢料口位置及合适的注射温度，并在力学和RTM工艺模拟计算的基础上制造出了满足承载要求的轻型直身机复合材料起落架零件。

　　阅读延伸：《航空RTM复合材料的发展方向》