Page 24 - 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

4. 发动机
随着科技水平的不断提高，对航空发动机的减重也迫在眉睫，航空发动机减
重是在保证结构强度、安全性的前提下，尽可能降低其总质量。芳香族聚酰胺纤

维及其复合材料具有高比强度、比模量、抗疲劳、吸波、减震等一系列优点，已
经在航空发动机风扇机匣等部件上得到广泛应用。风扇机匣是航空发动机最大的
静止部件，采用对位芳香族聚酰胺纤维复合材料包覆的风扇机匣，又称为风扇包
容环，其结构是在铝制机匣上缠绕多层 Kevlar 编织物，最外层用树脂对其进行

固化，发动机的质量比之前减轻 50%。由于芳香族聚酰胺优异的拉伸强度以及抗
割裂等性能，当飞机发动机发生故障，风扇叶片碎片撞击到风扇机匣后，会被芳
香族聚酰胺编织物层所捕获，从而保证了飞机发动机的安全性。易凯等人开发了
一种基于对位芳香族聚酰胺纤维的混杂纤维复合材料层板应用于风扇机匣，采用

碳纤维或玻璃纤维与 Kevlar 纤维制备的混杂纤维复合材料层板具有比纯 Kevlar
复合层板更优异的抗弹冲击性能，表明可以通过加入第三组分与 Kevlar 混杂来
进一步增强飞机发动机风扇机匣的力学性能。此外芳香族聚酰胺纤维还具有抗颤
振和抗声疲劳的特点，可用于航空发动机风扇机匣内侧的消声结构，如 CFM56

和 GE90 等航空发动机的消声板均使用了对位芳香族聚酰胺纤维复合材料，张丽
娜等人的研究表明对位芳香族聚酰胺纤维增强复合材料的力学性能满足风扇消音
板材料的需求。
芳香族聚酰胺纤维以密度低、比强度和比模量高、耐磨蚀、耐冲击、低阻燃

性等优势，广泛应用于航天航空、建筑材料、交通、电子电气和运动器械等领域。
在飞机中广泛应用于二次结构件、飞机轮胎、压力瓶以及发动机等方面。但芳香
族聚酰胺纤维的发展仍然存在以下问题。第一，国外芳香族聚酰胺纤维研究技术
水平与生产工艺条件日益完善，国内芳香族聚酰胺纤维加工和生产能力上，和国

外水平仍然存在着很大的差距。第二，国内生产的芳香族聚酰胺纤维仅作为国内
市场的军用战略商品和民用重点物资，在国外市场上亟待投资与开发。第三，芳
香族聚酰胺纤维在航空中虽然有了很大的用途，但为了进一步实现航空减重目标，
需进一步开发具有更高性能的芳香族聚酰胺纤维。第四，芳香族聚酰胺纤维的来

源仍然是石油基，对于绿色来源的芳香族聚酰胺纤维的开发也应该得到重视。

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