5月14日6時52分(fēn)，編号爲B-001J的C919大(dà)飛機從上海浦東機場第4跑道起飛，于9時54分(fēn)安全降落，這标志(zhì)着中(zhōng)國商(shāng)飛公司即将交付首家用戶的首架C919大(dà)飛機首次飛行試驗圓滿完成。在3小(xiǎo)時2分(fēn)鍾的飛行中(zhōng)，試飛員(yuán)與試飛工(gōng)程師協調配合，完成了預定的各項任務，飛機狀态及性能良好。目前，C919大(dà)飛機試飛取證和交付準備工(gōng)作正在有序推進。根據介紹，由于大(dà)規模采用先進材料，C919整體(tǐ)減重7%左右。對于國産客機的研制，關鍵之一(yī)就是要提
5月14日6時52分(fēn)，編号爲B-001J的C919大(dà)飛機從上海浦東機場第4跑道起飛，于9時54分(fēn)安全降落，這标志(zhì)着中(zhōng)國商(shāng)飛公司即将交付首家用戶的首架C919大(dà)飛機首次飛行試驗圓滿完成。
在3小(xiǎo)時2分(fēn)鍾的飛行中(zhōng)，試飛員(yuán)與試飛工(gōng)程師協調配合，完成了預定的各項任務，飛機狀态及性能良好。目前，C919大(dà)飛機試飛取證和交付準備工(gōng)作正在有序推進。
根據介紹，由于大(dà)規模采用先進材料，C919整體(tǐ)減重7%左右。對于國産客機的研制，關鍵之一(yī)就是要提高先進材料的應用水平，而複合材料用量是判斷民用客機先進性的重要标志(zhì)。
據悉，在 C919的“皮膚”上，第三代鋁锂合金材料、先進複合材料的用量分(fēn)别達8.8%和12%，而此前在ARJ客機上的應用量僅有1%。ARJ的新材料，用于非承力結構，而C919使用在機身後段以及平尾等承力部位。對标波音737和空客A320兩種型号的“競争對手”，C919上先進複合材料的使用量也更多。
因此，C919被認爲“在我(wǒ)國材料領域具有裏程碑式的意義”。下(xià)面讓我(wǒ)們來看看C919的選材之道。
鋁锂合金具有密度低、強度高且損傷容限性優良等特點，用它替代常規鋁合金材料，能夠使飛機構件的密度降低3%，重量減少10%〜15%，剛度提高 15%〜20%，因此被認爲是新一(yī)代飛機較爲理想的結構材料。C919大(dà)型客機采用的是第三代鋁锂合金，該材料解決了第二代鋁锂合金的各向異性問題，材料的屈服強度也提高了40%。C919飛機的機身蒙皮、長桁、地闆梁、座 椅滑軌、邊界梁、客艙地闆支撐立柱等部件都使用了第三代鋁锂合金，其機體(tǐ)結構重量占比達到7.4%，獲得綜合減重7%的收益，在國際上屬于領先水平。
C919大(dà)型客機是國内首個使用T800級高強碳纖維複合材料的民機型号。相比T300級材料，T800級材料強度、模量更高，韌性更強，具備更好的抗沖擊性，C919上受力較大(dà)的部件，如後機身和平垂尾等都使用了T800級碳纖維複合材料。T300屬于第一(yī)代民機複合材料，其樹(shù)脂基體(tǐ)爲未增韌的脆性環氧樹(shù)脂基體(tǐ)，增強纖維爲T300碳纖維，其拉伸強度約爲3.5GPa，拉伸模量約爲230GPa。T300呈現脆性材料性能特征，對沖擊載荷引起的分(fēn)層損傷比較敏感，因此隻能用于受力不大(dà)的次承力結構。C919上使用的T800材料采用增韌環氧樹(shù)脂基體(tǐ)，增強纖維爲T800碳纖維，拉伸強度和拉伸模量較T300提高50%左右，也是目前國際上民機主承力結構應用最爲廣泛的複合材料。
相比碳纖維複合材料，玻璃纖維複合材料的力學性能稍低，但由于碳纖維介電(diàn)常數較高，會影響雷達工(gōng)作，C919大(dà)型客機的雷達罩使用了玻璃纖維複合材料。另外(wài)一(yī)些受力較小(xiǎo)的部件，如襟翼也使用了玻璃纖維複合材料。因爲玻璃纖維複合材料成本比碳纖維複合材料低，在受力較小(xiǎo)的部件上應用，既可以達到設計要求，又(yòu)可以降低制造成本。C919大(dà)型客機艙門和客貨艙地闆使用了芳綸蜂窩材料，這是一(yī)種采用酚醛樹(shù)脂浸漬的芳綸紙(zhǐ)制成的輕質高強非金屬仿生(shēng)芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢設計，具有穩定、輕質的結構和很高的比強度，與泡沫芯材相比，它具有更高的剪切強度，與金屬蜂窩相比，它更加耐腐蝕。同時，芳綸蜂窩材料還具有高韌性、良好的抗疲勞性能和防火(huǒ)性能，是一(yī)種比較理想的民機複合材料。
五、碳纖維複材及陶瓷基複材
航空發動機作爲“航空之花”，可以說是航空技術和工(gōng)業積累的完整體(tǐ)驗。C919的發動機爲LEAP-X1C發動機。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維複合材料風扇葉片以及美國通用電(diàn)氣公司研制的陶瓷基複合材料渦輪部件。
六、芳砜綸纖維
芳砜綸簡稱PSA纖維，由聚砜酰胺組成。其主要特點是優良的電(diàn)絕緣性和耐熱性,此外(wài)，阻燃性高,極限氧指數超過30%，耐化學穩定性好,除了幾種極性很強的溶劑和濃硫酸之外(wài)，在常溫下(xià)對化學品均具有良好的穩定性。芳砜綸不僅可以制作多種耐高溫濾材和高溫高壓電(diàn)器中(zhōng)的絕緣材料,而且還可加工(gōng)成運輸工(gōng)具中(zhōng)的高級阻燃織物(wù)等。
據悉，C919機艙内部将首次啓用芳砜綸纖維制作椅罩、門簾，将使得飛機減重30公斤以上，每架飛機能夠節省超萬元成本。
七、橡膠化合物(wù)
其實飛機輪胎所使用的材料與汽車(chē)輪胎基本相同，主要區别則來自飛機輪胎采用了更高強度的橡膠化合物(wù)，以至于飛機輪胎能被充氣到200磅/平方英寸的氣壓，這相當于汽車(chē)輪胎氣壓的6倍，C919使用的就是來自米其林的Air X子午線輪胎。
結語
此外(wài)，國産大(dà)飛機C919在雷達罩、機翼前後緣、活動翼面、翼梢小(xiǎo)翼、翼身整流罩、後機身、尾翼等主承力和次承力結構上使用了複合材料，占全機結構總重的比例達11.5%。
這是中(zhōng)國民用航空制造領域第一(yī)次在主承力結構、高溫區、增壓區使用複合材料，并且實現了T800級高強碳纖維增韌複合材料的應用，可以說爲複合材料在民機制造領域的應用積累了寶貴的工(gōng)程實踐經驗。
文章轉載自微信公衆号：DT新材料
