碳纤维复合材料在航模飞机上的应用

杨涔

摘要：随着科技的发展与社会的进步，推动了我们国家航天航空领域发展的步伐，然而为了在一定程度上增强飞机的使用性能，在飞机生产过程中广泛应用到碳纤维复合材料，碳纤维复合材料虽然具有耐高温、持久性强等方面的优势，但是由于碳纤维材料价格昂贵，我们国家对于碳纤维复合材料的研发技术有限，也在一定程度上制约碳纤维复合材料发展的步伐。因此，有关研发人员必须要给予高度的重视，采取有效的措施，使得碳纤维复合材料的航模飞机领域达到理想的应用效果。本文将通过对碳纤维复合材料进行简要介绍，进而碳纤维复合材料在航模飞机上的应用需求以及我们国家碳纤维复合材料发展的现状进行阐述，以供参考。

关键词：碳纤维复合材料；航模飞机；应用

社会的发展，推动了航模飞机发展的发展。在航模飞机生产过程中应用炭纤维复合材料虽然在性能以及使用寿命上得到了大大的提升，但是由于碳纤维复合材料价格相对比较昂贵，并且受到我们国家生产技术等方面制约，使得碳纤维复合材料发展步伐呈现出相对比较缓慢的发展状态，因此，我们国家必须要加大的碳纤维复合材料的研发力度，使得碳纤维复合材料得到更好的推广与使用。

1简要介绍碳纤维复合材料

碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成的结构材料简称碳纤维复合材料。在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使其复合材料领域呈现出一派勃勃生机。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，举例来说耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

2 碳纤维复合材料在航模飞机上的应用需求

由于碳纤维复合材料自身具有的独特优势，在飞机制造行业得到了广泛的应用，尤其是体积相对比较小的航模飞机，碳纤维复合材料是最佳的选择。

2.1树脂基碳纤维复合材料

碳纤维增强树脂基复合材料作为碳纤维的一种，由于其具有化学性质稳定、耐高温、持久性强、强度大以及质量轻等方面的优势，在各个领域中都得到了广泛的应用。将碳纤维增强树脂基复合材料在模型飞机的机体以及机翼上应用，可以使得航模飞机的质量降低40%左右，与普通材料的航模飞机相比，其在爬行高度方面大大增强，大约是原来爬升高度的1.8倍。

2.2碳与碳复合材料的应用

碳是碳复合性材料得到一种增强剂，举例来说碳布或者碳毡，以该种材料作为主要的增强剂的复合材料被称作为碳与碳复合材料。这种材料主要是以碳元素为主，这种复合型材料不仅具有良好的热导性，而且密度相对比较低。在高温的条件下，碳与碳复合材料仍然具有较高的强度，并且其化学性质相对比较稳定。在航空航天的刹车系统广泛的应用碳与碳复合型材料，同时在机翼与鼻锥上也应用到这种材料。并且碳与碳复合型材料由于具有的优良特征，在民航事业与军事事业上也得到了广泛的应用。

与军用民用飞机以及航空航天飞机相比，航模飞机在体积上相对比较小，工作环境相对比较好，并且飞行的时间相对比较短，将碳与碳复合材料应用到航模飞机上能够使其的使用寿命大大提高，同时还能航模飞机的领域扩展气温相对比较高的恶劣环境中。

3 我们国家碳纤维复合材料发展的现状

目前，随着我们国家航天航空事业发展步伐的不断加快，对碳纤维复合材料的需求量也在与日俱增，同时对碳纤维复合材料质量也提出了更高的要求，使得碳纤维复合材料逐渐朝着多功能、低成本以及高性能化的方向发展，但是由于我们国家对于碳纤维复合材料的研究只是出于摸索的阶段，并且于玻璃纤维相比，碳纤维应用成本相对比较高，很难得到大范围的推广，然而，为了很好的解决这一问题，必须要采取新进的生产工艺，进而降低碳纤维复合材料的成本，从目前的情况下，碳纤维材料不但价格未能降低，而且还呈现出上升的发展态势，因此，有待对新技术的研究。

根据相关的调查研究表明，每年我们国家大约需要6500吨的碳纤维复合材料进行各种碳纤维制品的加工与制作，但是，從全世界的范围上看，碳纤维的产量每年大约只有3.5万吨，通过数据对比不难看出，我们国家每年大约消耗全球五分之一的碳纤维复合材料。与西方发达国家相比，我们国家的碳纤维技术水平相对比较落后，并且碳纤维复合材料的产量相对比较低，缺乏高质量的碳纤维复合产品。除此之外，由于我们国家没有相应的碳纤维知识产权，因此，我们国家的碳纤维生产企业的规模相对比较小，并且在生产质量上也存在一定的欠缺，若想获得高质量的碳纤维复合材料只能依靠进口，这也在一定程度上增加了碳纤维材料的价格，制约碳纤维复合材料在我们国家各个领域的发展，基于此，我们国家的相关科研人员必须要加大对碳纤维复合材料的研发力度，推进我们国家碳纤维复合材料的发展步伐。

4 结语

综上所述，碳纤维复合材料在航模飞机上应用具有诸多方面的优势，碳纤维不仅能够使得航模飞机的质量得到减轻，而且还能够在一定程度上增加航模飞机的强度范围，以碳纤维复合材料作为航模飞机的机身以及螺旋桨的制作，在增加模型飞机的强度的同时，减少航模飞机的质量，使得航模飞机的体积变小，从而增强了直升机的爬升高度，延长了航模的使用时间，航模飞机在性能上得到大大的提升。

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