复合材料修理技术的最新变革

复合材料结构几十年前就已出现，但其真正得以广泛的应用是近几年的事。 在空客A350飞机和波音787飞机中先进的复合材料的重量将占飞机总重量的50％以上，而之前波音777飞机中复合材料的重量约占11％，早期的波音747—100飞机中复合材料的重量仅占1％。     

复合材料自动铺带技术应用及方案示例

大飞机复合材料的应用 国外大型军用、民用飞机中复合材料构件的比重迅速增加,波音787的复合材料构件已占结构重量的50%以上,A350复合材料构件将占结构重量的52%,俄罗斯开发中的MC21,复合材料用量也将占结构重量的40%-45%,A400M军用运输机上复合材料用量已达结构重量的35%.     

A350的复合材料构件制造

A350是迄今为止被认为复合材料用量占全机结构重量比例最大的一种客机,其复合材料结构重量占全机结构重量52％,超过了波音787复合材料结构重量比例的50％.由于复合材料构件都比较大,质量要求更加严格,在设备上、工艺流程上也带来了许多新的要求,本文即对该飞机的复合材料大型构件的制造进行阐述.     

GE航空复合材料无损检测产品创新不断

近年来，复合材料在飞机上获得了广泛应用。目前，西方国家军机上复合材料的用量约占全机结构重量的20％～50％，复合材料在民用飞机上的使用也以波音787“梦想”飞机和空客A350XWB为极致，均超过了50％的应用率。中国商飞研制生产的C919大型客机的复合材料应用率已接近15％，前不久交付的中央翼盒、襟翼部段，除金属肋外，全部采用了先进的中模高强碳纤维／增韧环氧树脂复合材料制造。     

高性能热塑性复合材料在大型客机结构件上的应用

先进复合材料已经成为大型客机的首选结构材料,其用量占机体重量的百分比更是成为衡量民机先进性的一项重要指标[1-2].目前,波音公司最先进的飞机波音787上复合材料用量占结构总重量的50％;而空客公司A350飞机上的复合材料用量也由原先的37％增加到现在的53％.尽管两大飞机制造公司对复合材料在飞机结构减重方面取得的效果表示满意,但仍对选择金属还是复合材料存在强烈抗争,对复材在飞机上用量的进一步扩大持谨慎的态度,原因是目前飞机结构上广泛使用的复合材料主要是热固性树脂基复合材料,其材料制造成本较高,且制造过程使用的预浸料/热压罐技术也非常昂贵.     

大型碳纤维复合材料壁板轮廓数控铣削工艺技术

碳纤维复合材料(CFRP)是以碳或者石墨纤维为增强体的树脂基复合材料,具有比强度高、比刚度大、可设计性强及良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能的优点.碳纤维复合材料与钢材相比其质量减轻75％,而强度却提高4倍,其卓越的性能带来了其在航空航天领域的大量应用.碳纤维增强复合材料在大型民机机体结构上的大量应用已经是现代大型民机的显著特点之一,复合材料用量占机体结构重量的百分比从空客A380的22％(另有GLARE材料占3％)到波音787的50％,再到空客A350XWB的53％,这标志着复合材料已成为现代大型民机首要结构材料,结束了以铝合金为主的机体结构选材时代.     

大型飞机复合材料主结构的设计与发展

近几年,国外对低成本、高性能复合材料结构在大型飞机上的工程应用进行了广泛深入研究,取得了大量有工程应用价值的研究成果,具体体现在新设计飞机主要承力部件大量应用先进复合材料结构,如A380复合材料中央机翼、A400M复材翼面与机身、波音787复合材料机翼等。     

复合材料雷击损伤超声成像检测

复合材料因其减重和卓越的综合性能和制造工艺优势,已经在飞机领域得到广泛应用,特别是在新型飞机设计研发中,复合材料装机用量已成为飞机先进性的重要标志和提升市场竞争力的技术筹码.例如,波音787飞机复合材料用量达到结构重量的50％[1].但一旦复合材料内部出现损伤时,可能会影响其力学性能和结构安全性.因此,一直以来,有不少的业内专家和学者在研究损伤对复合材料性能的影响[1-6].在众多的复合材料损伤中,雷击损伤是业内高度关注的一种损伤形式.     

波音787维修上的变化

与波音767相比,波音787"梦想飞机"的维修工作将大为减少,这主要得益于新材料(包括复合材料)的应用以及系统的改善。在生产型飞机上,梅西埃一道蒂公司的起落架支撑将采用复合材料,而不是现有起落架所采用的钢质起落架时寿件。机轮之间的大型起落架横梁结构将用钛合金取代钢,作动筒的内缸也是如此。起落架在设计时充分考虑维修性,将其大修间隔确定为12年,而波音777的为10年,波音767的和空客 A330的为9年。机翼后缘襟翼的机械结构采用了简单的下沉式铰链设计,而不是结构复杂的多缝襟翼,因而它只有82个润滑点,而波音767则有200多个润滑点。驾驶舱、电缆,滑轮、顺序阀门和顺序机械结构都采用了固态的电控系统,除了飞行控制外,还包含了前起落架、起落架及其舱门的控制以及飞机配平、增升装置、油门和反推装置、刹车、防滑装置和自动刹车的控制等。美国汉胜公司提供的波音787起动电机比波音767起动电机的可靠性增强了3倍。波     

大型复合材料构件数字化加工工装与装置的开发与应用

复合材料是由2种或2种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法复合而成的一种综合性能优于原各组成材料性能、能克服单一材料缺陷的新型材料.根据材料的结构、性能或组成,复合材料可分为多种类型.其中,碳纤维/树脂复合材料(简称C/E复合材料)作为一种典型的先进复合材料,具有重量轻、模量高、比强度大和耐腐蚀等一系列优点,在诸如飞机机翼、大型运载火箭舱段、航天飞行器舱体等航空航天与国防军工产品的研制与生产中得到越来越广泛的应用.例如,波音787"梦想"飞机为大幅度减轻结构重量,大量采用了复合材料,所用复合材料占50％左右,提高燃油效率20％[1].