Page 9 - 现代航空维修理论及应用研究

第一章 航空轮胎材料性能

第一章 航空轮胎材料性能

第一节 航空轮胎材料研究与进展

一、现代飞机用特种纤维及其复合材料

近几年我国引进了多架美国波音公司的“梦幻飞机”B787，最近中国国际
航空公司又首次引进了空客公司的 A350 现代化民航客机，这两款机型均通过加
大特种纤维及其复合材料的用量，实现了轻量化、节能化、高速化、远程化、

少排放且安全性更高，机上的复合材料用量分别占其结构总重的 50% 和 53%，
减重和节能效果分别达到 20% 以上。至于军用飞机和无人机，特种纤维的用量
也越来越多，像美国的 F-16、F-22 和 F-35 战斗机，大体代表了碳纤维复合材料
（CFRP）在飞机上的使用情况，用量占比越高越有利于实现轻量化、提高机动
性以及武器与燃料的携带量。2020 年即将交付使用的波音 B777X 双引擎民航客

机，其主翼将选用东丽的碳纤维预浸料，而空客国防与航天公司正在研发的 AS2
超音速商用喷气式飞机，其数码飞行控制系统、整合燃料系统和起落架等均采用
CFRP。今后随着特种纤维及其复合材料的技术进步、品种的不断扩大以及生产

成本的不断下降，其用量还将进一步提高。
（一）飞机结构材料
1. 现代民航机的商业要求及所需的复合材料
（1）碳纤维复合材料
CFRP 和芳纶增强复合材料（AFRP）的重要性，其中聚丙烯腈基碳纤维

（PAN-CF）增强复合材料用量最大，而东丽（Toray）的碳纤维预浸料供应量约
占全球飞机用量的 60% 以上，纤维品种包括 T300、T700、T800、T1000GB、
M35、M40 和某些高强高模 MJ 系列；其次是美国 Hexcel（赫氏）和东邦（Tenax）。

我国国产的 PAN-CF，虽性能指标上都可达到国外各主要品种水平，但产品稳定
性和制成复合材料的力学性能利用率较低。
CFRP 之所以重要是因为飞机在飞行过程中，要经受拉伸、压缩等负荷以

1