碳纤维复合材料在民航飞机上的应用

沈嘉骏

摘要：科技的发展和社会的进步在不断的推动我国航天事业发展，我国为了增加飞机使用的性能，只能在飞机生产上使用碳钎维复合材料，碳钎维复合材料能够抗腐蚀、减轻飞机的重量以及比较耐热的特点，但是因为碳钎维复合材料造价比较昂贵，而且我国的碳钎维的开发技术有限，从而影响了碳钎维发展的步伐。因此，希望我国研发人员能够高度重视碳钎维复合材料的研发工作，将碳钎维复合材料能够在民航飞机上到达理想的效果。

关键词：碳钎维;复合材料;飞机

碳钎维复合材料能够在我国民航空领域使用，碳钎维复合材料能够对飞机减重、降低成本的作用。碳钎维复合材料还能实现飞机结构的轻质化、使用性能和小型化的作用，还有气动弹性、抗震动、耐热性能、抗冲击损伤能力以及抗雷击防护能力等有着广泛的应用。但是由于碳钎维复合材料比较昂贵，而且我们国家在生产技术方面有一定的缺陷，导致碳钎维复合材料在我国的发展比较慢。因此，我们国家要支持碳钎维复合材料的研发工作。

一、碳钎维复合材料的简介

碳钎维主要是有一种碳元素组成的一种特种纤维，它的含碳量与其他种类不同，它的含碳量一般都是在90%以上。碳钎维有着和其他碳素材料一样的特点如耐摩擦、耐高温、导热、耐腐蚀以及导电等特点，与其他碳素材料不同的是外形特别的柔软、可以加工成各种织物，而且碳钎维的比重比较小，有很高的强度。碳钎维主要是用金属、陶瓷、树脂等基体复合的。碳钎维是在五十年代出此应用于火箭、宇航和航空等高端科学技术的生产上，随着时代的不断发展，对新材料的技术和性能在不断的增加，使科研工作者在不断的钻研，不断的努力，不断的提升，终于在八十年代初，有着超高性能的碳钎维问世了，这是科学技术上又一次创新和飞跃。碳钎维和环氧树脂结合成的复合材料，因其比重比较小，强度高和刚性好成为一种先进的航空航天材料。在航天中飞行器的重量没减掉1公斤，就可以使运载减轻500公斤，所以，在航空航天中一直都在使用这种先进复合型材料。

二、碳钎维复合材料在民航飞机上的应用

（一）碳复合材料和碳

碳是在碳材料中的一种增强剂，例如，碳毡其主要材料就是增强剂所以被称为碳与碳复合材料。这种复合型材料有着很好的导热性，其密度还比较低，如果在高温条件下，还是有着很高的强度，并且化学性质也比较平稳。一般是在民航的刹车系统中广泛使用，同时在鼻锥和机翼上也在使用这种材料。由于碳和碳复合型材料有着良好的性能，所以在航空模型和军事上也在广泛的使用。

（二）树脂基碳钎维材料

碳钎维增强了树脂基的复合材料，它具有耐高温、化学性质稳定、持久性强、质量轻巧以及强度大等特点。增加了树脂基在名航飞机的集体和机翼的使用，还能降低民航飞机的质量，和其他材料相比，它在爬行方面有了很大的提升，比以前的爬行高度高出约1.8倍。

如今，碳钎维树脂纤维材料飞机上的使用越来越多，2007在俄罗斯反恐军演上直—9型直升飞机就是以碳钎维复合材料组成的，占直行飞机总比重的60%;而日本就完全使用了碳钎维复合材料制造了OH—1“忍者”飞机的桨叶，机身上也是使用了40%碳钎维复合材料。在民航上面，而A380是世界上飞机重量占据复合材料最多的飞机，它的碳钎维复合材料占22%，因为碳钎维复合材料有着抗腐蚀性、抗疲劳以及质量轻的特点，大大降低了飞机的耗油量和排放量，A380拥有着绝对的市场竞争力。

三、碳钎维复合材料发展现状

随着时代不断的发展，科学技术水平在不断的提升，使得我国的航天事业的发展正在不断的加快，对于碳钎维复合材料的需求量也在不断的提升，使其朝着多功能、兴高性能和多功能的方向发展，但是目前我们国家对于碳钎维的研究还处于初级阶段，并且碳钎维的成本比较高，不能大范围的推广使用和研究，为了解决这个难题，我们必须要使用最先進的生产工艺，降低碳钎维材料的成本价格。但是从目前来说，碳钎维的价格没有降低，还在一直程序上升的趋势，所以，我们国家要勇于创新。

据调查，我国每年大约需要7000吨碳钎维复合材料进行研究和加工。数据表明，碳钎维一年的产量约3.5万吨，而我们国家需要消耗全球的1/5碳钎维复合材料。我们国家的碳钎维技术与发达国家相比，其碳钎维技术和碳钎维的产量都比较低，另外我们国家还没有关于碳钎维的专业知识和产权，所以，我国碳钎维的生产规模非常小，在生产质量上存在一定的缺陷。如果想要获取高质量的碳钎维材料只能向其他国家买，使其增加了碳钎维材料的价格，从而也限制了碳钎维复合材料在我国的发展。因此，我们国家相关的专业人员一定要大力研发碳钎维复合材料，使得我们国家能够在各个领域都能用得起碳钎维复合材料。

综上所述：碳钎维复合材料能够在民航飞机上有很多方面的优势和使用，碳钎维不仅可以减轻民航飞机的质量，更可以增强飞机飞行的范围和强度。民航飞机使用复合材料会使飞机变得更加强固、轻巧，延长了飞机的使用时间，还提高了燃油的使用效率，而且还提高了民航飞机的性能和经济使用性，各种优点使得碳钎维复合材料将会在民航航空领域中使用的更加广泛。