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。     

行业新闻

直15首架机身在哈飞交付；波音天津复材工厂扩建；沈飞公司成功交付首架波音737—800尾段；湾流公司试验“无线”操纵系统；英国-加拿大成功完成全电刹车系统公务机试验；波音完成787全尺寸复合材料翼盒破坏性试验     

CJ818中央翼盒复合材料结构设计及分析

中央翼盒是飞机主要的承力结构,承担着飞机起飞、巡航和着陆过程中机翼及机身传来的各种载荷。复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大,材料力学性能可设计等优点;由于复合材料各向异性的特点,使其结构设计比金属结构更为复杂。对CJ818飞机的中央翼盒进行复合材料结构设计,强度校核后对复合材料结构设计进行优化。对比中央翼盒复合材料结构设计与金属结构设计,为我国大飞机中央翼盒结构设计做一些探索性的工作。     

CJ828中央翼盒复合材料结构设计

中央翼盒是飞机主要的承力结构,承担着飞机起飞、巡航和着陆过程中机翼及机身传来的各种载荷[1].复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大、材料力学性能可设计等优点;由于复合材料各项异性的特点,使其结构设计比金属结构更为复杂.对CJ828飞机的中央翼盒进行复合材料结构设计,强度校核后对复合材料结构设计进行优化.对比中央翼盒复合材料结构设计与金属结构设计,为我国大飞机中央翼盒结构设计做一些探索性工作.     

波音如何处理787研制过程中的结构损伤

<正>供应链的不到位和技术上的不成熟是波音787项目屡屡延期的主要原因。本文对波音787研制过程中出现的结构损伤特征、原因和修改方案进行了分析。2009年5月,波音在波音787机体静力试验中首次发现存在结构损伤问题,并对其进行修复。修复的部位集中在机身的两侧,即11段(中央翼盒)及12段(翼盒)上部结构的汇合处。     

航空领域复合材料的机械加工技术探析

近年来,复合材料在航空领域上已获得大量应用,可实现飞机结构相应减重25％～30％.在民用飞机波音757、波音767、波音777、A300、A340上,复合材料用量已占飞机全部用料的11％～20％.商用飞机波音787上大量使用CFRP,已占飞机体积的11％,占结构件重量的50％.波音787每年所用的燃料费,比波音767减少500万美元.A380的机身、机翼板,采用大量的复合材料制造.武装直升飞机AH-60、NH-90、V-22、RAH-66上,从整流罩、地板、壁板等次承力结构到旋翼框架等主承力结构上都使用复合材料,且高达飞机重量的50％.     

复合材料结构件制造技术

作为大飞机关键制造技术之一,复合材料结构件制造技术已经广泛应用于飞机机翼、机身、垂尾、整流罩、中央翼盒等各个关键部位。随着国产大飞机项目的不断进展,复     

自动铺带技术在航空复合材料制造领域的应用

目前,复合材料已经成为航空航天领域的重要材料,航空工业的复合材料时代已经来临.以波音和空客为代表的大型客机波音787和空客A350,复合材料应用比例分别已达到和超过了50％,整个机身、机翼结构几乎全部采用了碳纤维复合材料,取得了显著的经济效益.这些大尺寸复合材料构件,均采用了自动化制造技术,机身采用自动铺丝技术,机翼采用自动铺带技术.自动铺带技术在加工翼面类小曲率复合材料构件和某些梁、长桁等复合材料构件方面具有很强优势.     

复合材料与B7E7"梦想"飞机

美国波音飞机公司正在发展研制B7E7"梦想"飞机(Dreamliner),现已公开宣布该机将大量采用先进复合材料,其用量将占全机结构总重的50％以上。机翼、机身等主承力结构均由复合材料制成,这将是世界上第一个采用复合材料机翼、机身的大型商用喷气客机。 波音原拟研制"音速巡航者"(Sonic Cruiser),后经论证认为对未来的客机关键是要求效率而非速度,     

哈飞助波音公司“梦想飞机”飞向蓝天

近日,全球首架波音787飞机在美国西雅图波音公司正式下线亮相。哈尔滨飞机工业(集团)公司成为这架飞机的翼身整流罩的全球唯一供应商。哈飞公司负责生产的翼身整流罩位于机翼和机身的结合部,它流线型的外体可将裸露在机体外面的某一部件或装置封闭起来,起到保护与减少空气阻力的双重作用。该翼身整流罩板件均由复合材料制成。此项目由哈飞公司、中航技公司与波音加拿大漫尼伯格公司三方合作,于2005年4月26日在北京签约,是     

困绕波音787研发的问题

据报道,波音787计划目前正在按进度进行,前景十分看好,但也存在一些问题,即复合材料机身试验件中出现的由气泡引起的孔穴问题,以及飞机的超重问题.     

波音再度修订787发展计划

波音787项目有众多引人注目之处。它不仅开创了复合材料在大型商用飞机上用量高达50％的先河。采用了多电技术,全新设计的机翼和发动机,还大胆进行了供应链管理模式的改革。然而创新也是有风险代价的,如今,波音787项目的时间表几经推迟的情况表明,波音公司在发展787的道路上并非一帆风顺。     

民用飞机金属/复合材料中央翼盒结构设计方案对比

中央翼盒与外翼及机身相连,承受和传递重要的飞机载荷。中央翼盒又是整体油箱,也是机身增压舱的气密线之一,是中机身客舱地板的支持构件,所以中央翼盒设计的好坏直接决定着整架飞机设计的成败。随着材料科学及制造能力的提升,现代民用飞机的翼盒设计也出现了不同的思路和方案。下面就以相同座位级别的不同时期的方案一飞机和方案二飞机的翼盒设计对比,来展示复合材料在飞机设计中的应用。     

遄达1000的最新进展

随着波音787项目的不断推进,人们越来越关心作为飞机的重要组成部分之一的发动机的开发进度。波音公司一直标榜787将拥有划时代意义的全新技术。首先,主体结构的大部分(包括机身和机翼)将采用复合材料;其次,核心系统采用开放式结构,结构更简化,功能更强大;第三,具有宽体客机中最高的燃油效率,以及同级别飞机中最低的起降噪声。鉴于目前的全球航空运输业正饱受油价飞涨的困扰,航空运输需求的不断增长与环境保护之间的矛盾也日益凸现,787低于同类产品20%的油耗无疑将成为其一大卖点。要达到这一目标,发动机的性能至关重要。波音已选择通用电气…     

钛合金板铆接修理复合材料机身蒙皮分析

波音787飞机的机身蒙皮采用全复合材料,对于复合材料机身蒙皮的修理,波音787结构维修手册给出了明确的修理方案,其中包括复合材料机身蒙皮的钛合金板铆接修理。然而,对维修方案背后的理论依据,即强度、刚度等力学特性要求没有叙述。基于此,本文对复合材料机身蒙皮的钛合金板铆接修理建立了两种维修的三维有限元模型,分析了这两种维修方案母板、补片和填平板的应力大小和应力分布特性。研究表明:复合材料机身蒙皮大的穿透型裂纹钛合金板铆接修理能够满足静强度要求,两种维修方案的钛合金补片破坏源发生在不同位置。     

超大型复合材料机体部件应用技术的新进展——飞机制造技术的新跨越

从超大型复合材料部件在军/民用飞机上的应用进展入手,重点介绍了复合材料在波音787机体主要结构上的应用,给出了机身复合材料部件应用的特殊性及空客公司对其所持的争议。分析了波音和空客公司在复合材料应用方面的竞争,分别以波音787和空客A380为例介绍了两公司相应的技术策略：机体整体复合材料部件制造技术和大型复合材料壁板组装成机体技术,以及迫于竞争的压力,空客公司新的应对措施,即采用全复合材料机身壁板结构,将复合材料在A350-XWB上的用量提高到52％。最后总结了复合材料部件设计制造的独特性和复杂性,并得到对中国研制大型飞机的启示。     

新一代大型客机复合材料

 大量采用复合材料结构是新一代大型客机机体结构设计的突出特点,用量已达结构重量50%。复合材料结构不仅带来了明显的减重效益,而且带来了结构耐腐蚀、疲劳和维护等性能的改善提高。波音787飞机人性化设计的全复合材料机身使乘坐舒适性和便利性得到显著改善。民机复合材料结构技术重点研究解决了复合材料自然环境老化、大型翼面壁板整体成型、机身大开口区载荷重新分布和应力集中、地面维护装备冲击损伤、健康检测等关键技术问题,并且建立了以中模高强碳纤维/韧性环氧树脂复合材料热压罐成形工艺为主的大型客机复合材料结构材料体系。对复合材料机翼和机身结构的设计和工艺关键技术问题做了较为详尽的介绍。     

喷水切割机的性能提升

美国华盛顿州的流动国际公司已将其喷水切割机的压力从413MPa 提高到599MPa。这种切割机广泛用于航空发动机、起落架零件,飞机行李舱以及波音787复合材料机身     

波音787起火事故引发的复合材料修理思考

<正>尽管波音公司为波音787复合材料的修理提出了很多方法,但希思罗机场波音787的起火事故无疑是对其复合材料修理能力的一次测试。时光如梭,转眼间已到了2014年7月。回忆起一年前英国当地时间7月12日下午,一架埃塞俄比亚航空公司的波音787梦想飞机在伦敦希思罗机场起火的事故,还是不禁让人担心起复合材料飞机。尽管当时这一事件引起了波音公司及波音787运营商的高度关注,甚至担心是波音787电池过热事件的再现。但随后英国研究机构经调查发现,此次     

南方航订购12架波音787-9梦想飞机

10月12日，中国南方航空公司宣布向波音公司订购12架波音787-9飞机。该订单按当前目录价格计算，价值32亿美元。与波音787-8相比，波音787-9机身加长6米，在拥有相同环保表现的同时，可以搭载更多乘客和货物，将为南方航的国际航线运营提供更充足的运力。南方航于2013年5月接收了中国首架波音787-8飞机，目前共运营着10架波音787-8飞机，这些波音787飞机直飞广州至伦敦、奥克兰、温哥华、珀斯、基督城、罗马等6条直飞国际航线，有效连接欧美及大洋洲，实现了重点国际航线的覆盖。