Page 10 - 现代航空维修理论及应用研究

Research on Modern Aviation Maintenance Theory and Application
现代航空维修理论及应用研究

及 -60~80℃的极限温度，还有在滑行过程中要防止和抵御飞石的冲击，因此作
为一次结构材料的碳纤维及树脂基体，须不断提高性能水平。最近东丽开发了能
最大限度发挥碳纤维力学性能的热固型树脂，并通过环氧树脂的分子结构设计和

控制固化时的反应，使交联结构的自由体积（分子链间的空隙）致密化，从而实
现了树脂模量和韧性的同时提高。具体来说，除了控制交联点外，还要通过设计
交联点之间的结构使性能大幅度提高，即从以往的微米级解析，进一步提高至
纳米级的解析，以此完成最适合的分子设计。碳纤维方面，不久前东丽开发了

ToraycaT1100G，通过与 3940 环氧树脂相组合，与以往一直采用的 T800S 碳纤
维和 3900 环氧树脂的预浸料相比，螺栓夹紧所设定的有孔拉伸强度（-60℃下）
和抗冲击性各提高 30%，碳纤维和树脂界面的剥离强度提高 40%，有空板的压缩
强度（吸湿条件、80℃下）提高 20%，而拉伸模量提高 10%，可见所有性能都

提高了，而复合材料的成型性不变。通过提高综合性能，可以减少碳纤维和树脂
的用量，达到飞机所需的进一步轻量化，同时可用于飞机发动机导流罩及 CFRP
叶片等的发动机周边部件。
另外，根据 B787 型飞机的需求，东丽于 2018 年新导入了碳纤维预浸料切

割带的生产设备，并正式投产。现 CFRP 已用于飞机的机身、机翼、垂直和水平
尾翼、地板和隔板等，像空客 A380 的复合材料用量约 25%，其中的中央翼盒改
用 CFRP 后，比原铝合金减重 1.5t，而该公司正研发的超音速机，其主翼结构采
用了强而轻的 10-CF 主梁，该机计划于 2021 年初次试飞，2023 年取得美国航空

管理局（FAA）的认证后可投入商业运行。
值得重视的是，帝人（Teijin）集团旗下的东邦公司开发了用 CFRP 飞机部
件的边角料制成的碳纤维增强热塑性聚醚醚酮（PEEK）（CFRTP）层压板，并
用于飞机一次结构材料，CF 含量约 30%。与原生碳纤维制品相比，该产品可在

确保达到同样的拉伸强度、黏度和耐药性的前提下，将价格降至原生制品价格的
40%~60%，目前其已供应市场并应用于新一代 A350XWB 客机中。此外，该公
司还开发了面向航空航天的 CF 与碳纳米管（CNT）相复合的预浸料，可同时具
有高模量和抗冲击性，其难点是如何使 CNT 均匀分散于环氧树脂中，他们的方

法是先将 CNT 进行特殊表面处理，然后以分子分散的形式添加到树脂中，再将
CF 浸渍于其中，所制成的预浸料可防止出现 CF 与环氧树脂的剥离，从而提高
了使用寿命。日本尼兹达公司则开发了不采用分散剂就可使 CNT 一根根分散的

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