碳纤维复合材料在航空航天的应用

碳纤维复合材料在航空航天的应用
碳纤维复合材料初主要应用于航天业，因为发射航天器的成本与重量成正比关系，所以如何在航天器性能的同时减轻其重量成为重要的问题。碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、使用温度范围高这些优点而在航天产业得到深入的应用，从航天器的外壳、内设、结构以及航空发动机几乎都是采用碳纤维复合材料制作而成。近年来，随着碳纤维复合材料制造成本的下降，航空飞机和民用航空飞机方面也开始大规模使用该材料以大幅度减轻机体机构质量、改善气动弹性提高飞机的综合性能。根据美国复合材料制造商协会统计，2001年世界上飞机生产对碳纤维的需求量约为900-1000t。
据统计，目前，碳纤维复合材料在小型商务飞机和直升飞机上的使用量已占70%~80%，在飞机上占30%~40%，在大型客机上占15%~50%。以美国波音公司的B777为例，碳纤维复合材料在该型号飞机上的使用比例达到9%，这些复合材料主要应用在飞机尾翼、襟翼、副翼、天线罩、整流罩、短舱和地板梁等构件，具体包括:垂直安定面翼盒、平尾翼盒、方向舵、升降舵、前后缘壁板、地板梁、外侧副翼、外侧襟翼、襟翼、襟副翼、整流包皮、内外侧扰流板、后缘壁板、发动机短舱、发动机支架整流罩、前起落架舱门、固定前缘、雷达天线罩等。