碳纤维复合材料助力飞机实现轻量化
江苏博实科技;纤维是是以化纤和石油产品经特殊工艺制成的纤维。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁；并且具有耐腐蚀、高模量的特性它的密度不到钢的1/4。但抗拉强度却是钢的7-9倍，抗拉弹性也高于钢，与传统的玻璃纤维(GF)相比。杨氏模量(指表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量)是其3倍多与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。正是由于兼具优异性能，碳纤维在在国防、JG和民用方面都有着重要的作用。
碳纤维复合材料以其独特、卓越的理化性能,广泛应用在火箭、导弹和高速飞行器等航空航天业。例如采用碳纤维与塑料制成的复合材料制造的飞机、卫星、火箭等宇宙飞行器,不但推力大、噪音小；而且由于其质量较轻、能量消耗少，可节约大量燃料。据报道，航天飞行器的质量每减少lkg，就可使运载火箭减轻500kg。2010年问世的A350超宽客机，其高性能轻质结构所占比例达62%，成为空客公司第一架全复合材料机翼飞机。轻质“外衣”不仅能有效克服质量与安全之间固有的矛盾还能大幅降低飞机能耗。
航空航天领域是世界碳纤维的传统市场，航空器中碳纤维复合材料的使用量未来几年将以年均12%的速度继续增长。金属结构材料更换成碳纤维复合材料后不仅可以减轻机身质量，而且还可以保证不损失强度或刚度，大大提高了燃油经济性。新一代的客机将使用更高比例的碳纤维复合材料。机体结构复合材料化程度被认为是飞机先进性的重要标志，可以说是“一代飞机一代材料”。国外复合材料在军机、直升机、无人机上的用量早已达到或超过50%，如今在大型客机上的用量也超过了50%，同时，碳纤维在中小型喷气客机中的需求也将快速增长。
碳纤维复合材料在飞机中的实际应用必须从整体布局开始，在对飞机的系统方案和设计参数进行设计时，就要充分考虑到碳纤维复合材料的特殊性能及应用优劣势，从而对各种设计要求进行合理的折中与调整，将各系统之间的不利因素降到较小，只有置身于整体优化中，碳纤维复合材料的轻量化才能发挥出较大的功效。
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