内容发布更新时间 : 2024/5/16 2:51:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

课 题

第三章 波音公司使用复合材料的现状（1/2）

明确民用飞机的发展与复合材料之间的关联关系 基本熟悉复合材料与民机性能制件的连续 熟悉波音公司制造飞机用碳纤维的特性 了解目前波音使用的碳纤维的型号和使用部位 了解目前正在使用的有波音发起指定的行业标准 基本熟悉复合材料与民机性能制件的连续 熟悉波音公司制造飞机用碳纤维的特性 了解目前波音使用的碳纤维的型号和使用部位

目的与要求

重 点 难 点 教 具 复 习 提 问

了解目前波音使用的碳纤维的型号和使用部位 了解目前正在使用的有波音发起指定的行业标准

新知识点考查 布置作业 课后回忆

明确民用飞机的发展与复合材料之间的关联关系 基本熟悉复合材料与民机性能制件的连续

课堂布置

了解目前波音使用的碳纤维的型号和使用部位

备注

教员

第三章 波音公司使用复合材料的现状(1/2) 第 2 页 共 10 页

图1 波音使用复合材料制作的B787窗框

图2 波音使用RTM工艺制造的航空部件

第三章 波音公司使用复合材料的现状(1/2) 第 3 页 共 10 页

1. 复合材料与民用飞机的关系

民用航空要求高效率、经济性、舒适性和便利性，以及极高的环保性能，新一代民用客机都以此作为目标。美国波音公司新一代客机B787最初称为7E7，其中的“E”字主要代表效率（Efficiency）、经济性（Economics）、超凡的乘坐舒适性和便利性（Extraordinary comfort and convenience）以及环保性能（Environmental performance）。怎样才能达到效率、经济性、舒适性和便利性、以及环保性能呢？答案是大量采用先进复合材料。

碳纤维复合材料，具有比强度高、比模量高、耐疲劳性能和尺寸稳定性好等一系列优点，是国防高技术发展的基础，是新一代武器装备发展的基础，也是军用和民用飞机发展的基础。在飞机上采用先进复合材料可以大幅度减轻机体结构质量、改善气动弹性，提高飞机的综合性能，因此先进复合材料在军用和民用飞机上的应用不断得到扩大。当前美国航空航天领域先进复合材料的市场约为70亿美元，由于新一代民用客机上大量采用复合材料，预测到2026年将增长4倍，达到280亿美元。

从民用飞机发展来看，美国波音公司第一代民用客机B707上没有采用复合材料，复合材料的用量为零。1960、1970年代先进复合材料在民用飞机上的用量还只有1%～3%，像DC-9、DC-10、MD80和L1011等客机上先进复合材料的用量还只有1%左右，B747飞机的先进复合材料的用量当时比较高，也只有2%～3%。20世纪80年代民用飞机先进复合材料的用量有所提高，波音公司B757先进复合材料的用量为3%～4%，B767则达到4%～5%。

欧洲空中客车公司的先进复合材料的用量比美国波音公司高，A300-600达5%～6%，A310接近10%，而A320则大于10%接近12%。到90年代欧洲空中客车公司的A321、A330和A340的先进复合材料的用量都增长到13%～15%，A322则在15%～16%。波音公司的B777在10%～11%。表明在80年代到90年代先进复合材料在民用客机上的应用，欧洲空中客车公司领先于美国波音公司。21世纪以来，美国波音公司大力开展扩大先进复合材料在民用飞机上应用的研究，取得很大成绩，具体反映在最新一代的民用客机B787上。B787用的材料见表1，铝合金用量约占20%，而先进复合材料在B787的用量高达50%。同期欧洲空中客车公司大型客机A380上先进复合材料的用量在25%左右。