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波音与空客为何钟情于复合材料?






空客A350和波音787是全球许多大型航空公司的主流机型,在航空公司看来,这两种宽体客机在长途飞行中,能够在经济效益和客户体验方面带来巨大的平衡性。而这种优势恰恰来源于它们采用了复合材料进行制造。


复合材料在商业航空中的应用由来已久。空客A320等窄体客机早已使用了复合材料部件,如机翼和尾翼。宽体客机,如空客A380,也使用了复合材料,其机身20%以上都是由复合材料制成。近年来,复合材料在商用航空飞行器上的使用量显著增加,已成为航空领域的支柱材料。这种现象并不奇怪,因为复合材料具有很多优势属性。


与铝等标准材料相比,复合材料具有轻量化的优势。此外,外部环境因素也不会对复合材料造成磨损。这就是为什么超过一半的空客A350和波音787客机都是由复合材料制成的关键原因。

波音787的构造中复合材料占50%,铝占20%、钛占15%、钢占10%以及5%的其他材料。波音公司能从这种结构中获益,减轻相当多的重量。由于复合材料构成了结构的大部分,客机总重量平均减少了20%。此外,复合材料结构可以适应制造任何形状。因此,波音公司用多个筒状部件组成了787的机身。


波音与空客为何钟情于复合材料?



波音787比以往任何波音商用飞机都更多地使用了复合材料。相比之下,波音777的复合材料占比仅为10%。波音公司表示,复合材料使用量的增加对客机制造周期产生了更广泛的影响。总的来说,在飞机生产周期中有几种不同的材料。空客和波音都明白,为了长期安全和成本优势,需要谨慎地平衡制造过程。

空客公司对复合材料拥有相当大的信心,尤其热衷于碳纤维增强塑料(CFRP)。空客表示,复合材料飞机机身,更加坚固,且重量更轻。由于磨损减少,机身结构在服役期间可以减少维护,如空客A350的机身结构维护任务减少了50%。此外,空客A350机身只需要每12年进行一次检查,而空客A380检查时间为每8年一次。

未来,随着航空业的进一步发展,复合材料无疑将在飞机制造中继续扮演重要角色。值得注意的是,波音公司为其未来的宽体客机波音777X建立造价10亿美元的复合材料机翼生产中心,该中心占地面积达12.1万平方米,专门为新飞机制造机翼的面板和翼梁。空客公司也一直在研发全新复合材料技术,准备部署于其下一代氢动力ZEROe概念飞机上。因此,复合材料仍将在未来商业航空中扮演重要角色。

毕竟,更坚固的机身可以让航空公司拥有更高效的机队。此外,重量减轻能帮助航空公司运送更多乘客,并减少燃料消耗,增加飞行距离。在格外注重成本的市场环境下,航空公司将能从复合材料应用中获得长期的利益。



本文由中国复合材料工业协会编译,文章不用于商业目的,仅供行业人士交流。转载请注明来自中国复合材料工业协会。
 
 


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