國產大飛機專題

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深究起來，碳纖復合材雖然的確性能優異，但同樣存在短板，并不是能完全替代原有材料。


糟糕的抗沖擊性能


碳纖復合材料的抗拉強度很好，比之鋼鐵、鈦合金、鋁合金都要高出一截。但它的層間剪切性能非常糟糕，因為碳纖復合材料的層與層之間的結合力非常弱。下圖是碳纖復合材料層剪強度與合金的剪切性能對比（使用的常見品種的中位值）







層間性能差帶來的后果是遭受沖擊載荷之后，層間容易出現破壞，進而向層內擴散，讓碳纖復合材料的性能大打折扣。所以，碳纖復合材料耐拉性能優于合金，耐沖擊性就差些意思了。而且危害碳纖復合材料并不需要高速沖擊，而是遍布制造、搬運、使用、維修過程中的低速沖擊。


低速沖擊破壞的隱藏性也對檢測技術是一個挑戰，因為它往往是肉眼難以觀測到的。即使是碳纖復合材料表面沒有痕跡，內部也很有可能產生了大量的裂痕并在層間擴散。


即使內部微小的裂痕，也會導致碳纖復合材的承載能力大幅削減，對于構件的失效造成威脅。生活中也有這樣的例子，我們拿出一張普通的A4紙，拿著它的兩端使勁拉。如果要把它拉斷的話，還是要費點勁的。不過，如果你在紙上撕一個非常小的口子，再拉的話就非常輕松了。


因此，提高樹脂基復合材料的抗沖擊性能和檢測技術是復合材料中的熱門課題，并已經一定程度上得到了解決。


耐高溫性能


碳纖維本身耐高溫性能較好，可耐數千度，不過架不住它有一個“豬隊友”——樹脂。環氧樹脂基復合材料通常使用在130度以下，而更耐高溫的雙馬來酰胺樹脂復合材料通常使用溫度在150-230度之間。所以，飛機上的耐高溫結構件這塊地盤，樹脂基復合材短期內是奪不走了。


對了，即使是耐高溫的碳纖維在大氣環境下也只能耐300-400度，之后就會氧化。


耐濕熱性能差


樹脂基復合材料的耐腐蝕性能非常優異，替代鋼材可以減少很多防腐蝕工作。不過，樹脂基復合材料卻容易受濕熱環境影響而導致力學性能下降，這種情況稱之為濕熱老化。


這又是為什么呢？問題還是出在樹脂基體上。樹脂具有一定的極性，在濕熱的環境中容易吸入水分。一來水分對基體有塑化和溶脹作用；二來不同水分的樹脂基體的熱膨脹系數不一樣，容易與纖維的熱膨脹系數不匹配，如此產生內應力，導致內部出現裂；第三，濕熱環境同樣會通過水解反應和化學反應等方式使界面產生滲透壓，造成界面性能的弱化；而化學降解也會造成基體和纖維性能的下降。


所以，對于樹脂基復合材料的耐濕熱老化，同樣也是一個熱門研究方向。


相比于汽車，航空業對輕量化更積極一些。因為輕量化帶給后者的經濟效益更直觀。因為兩者的油耗不在一個級別上。乘用車的百公里油耗在個位數升，即使降低20%也省不了幾塊錢（輕量化投入卻是實實在在的）。而一架747的油耗是百公里每乘客3.1L，按滿員的416個座位，747每跑100公里油耗1300L。如果采用輕量化降低油耗20%，就又可以多坐80多位乘客。而且，油耗也對發動機壽命也有很大的影響，那更是一個寶貝疙瘩。正因如此，碳纖維復合材料成為了飛機制造商的“寵兒”。


但正如前面所講述的那樣，碳纖維復合材料相比鈦合金、鋁鋰合金、鋁合金、高強鋼其他輕量化材料有自己的優勢，但同樣有劣勢或者不足，反之亦然。采用更多的復合材料，的確可以達到更好的輕量化效果，但同時也要承擔相應的成本和為此帶來的風險控制。為了經濟效益，飛機制造商也會在材料選擇上謹慎對待。所以，大可不必將材料的應用比例將飛機的技術水平對等起來。

wjiafu72

別自欺欺人，夜郎自大就好

hxglty

寂靜天花板 發表于 2015-11-3 10:24
這就好比開放二胎后，愛國青年的無原則吹噓，實際上開放二胎仍然是計劃生育，而計劃生育本質上是反人類的， ...

少數民族可以生---這句話我頭一次聽說，廣西壯族應該也算少數民族吧，但我就沒見有隨便生的政策

機加小牛

zms9439 發表于 2015-11-3 10:11
落后的總要學習先進的，不可能一兩年趕上，不論做汽車、飛機，都一樣。有人也說國產汽車都是國外的發動機什 ...

都是蘇聯支持的 親

去，你的旅行

關于商用大飛機，我談談我個人的觀點：
1.我們制造商用大飛機的根本目的是還是為了賺錢，不是為了趕英超美，而商用飛機對可靠性的要求超級高。
2.現在各個公司的專門化程度越來越高，大飛機是一個巨大的工程，沒有一個公司可以從采礦煉鋼到總裝全部自己來做。
3.大飛機發動機，飛行控制系統、燃油系統等各類控制系統的研發是一個周期很長的事情；并且商業化對這類產品的可靠性的要求很高很高，而可靠性基本是靠經驗堆出來的。
前面三點決定了我們制造大飛機一定會大量采購其它公司的成熟零部件，包括大家說的發動機等核心器件。因為國內在這方面起步晚，經驗不足，可靠性得不到保證，所以為保證可靠性，一定采購國外的成熟器件。但是，這并不是國產大飛機的失敗。相比于國外公司帶來設計資料、指導你設計生產線、派人來幫你解決問題。我們能夠自己設計一架大飛機，決定采購什么性能的器件，并完成裝配，這已經是一個很大的進步了！同時，我們也知道機械產品不是簡單的1+1的問題，能不能把這些各處購買的器件組裝成能經得起市場考驗的產品才是C919的難點。
如果C919的可靠度能夠得到認可，我認為這次的國產大飛機工程就是成功的，反之亦然。

機加小牛

wangqing1 發表于 2015-11-3 10:59
單單看表面高鐵和大飛機的制造和應用，這確實是進步的，以前沒做過，現在做了，但是任何歷史事實 ...

悖論
做不到可以追 這么起來的企業多了去了 所有的飛機都是瓦特家的?
考試操到第一 也是自己的 也是能力

機加小牛

Ruland聯軸器 發表于 2015-11-4 11:14
記得上學的時候，我們學院的院士和老師是參與這個項目中的一部分的，主要是大型鋁合金鍛件方面。造這么大的 ...

對的 這個是關鍵 我們有了飛機 就可以攻關 鋁合金鍛件 之類 其他 這個帶來多少效益

機加小牛

逛逛論壇 發表于 2015-11-3 16:21
大俠也不少，行家也不少，恨鐵不成鋼的多的是了，“憤”的也有。

怎么都不想想1840年以后，中國走過的路 ...

全國產的飛機 就是轟6 可以這么解釋么

hc2003

對民行大飛機來說：最關鍵的指標是：便宜，好用，油耗低，維修保養方便，故障率低；滿足這些指標，才能有大筆訂單，有訂單才能有可持續發展，才能逐步技術升級換代，做強做大。總結一下：需求是第一位，技術保證好的需求。
      先對比下：前幾年下線 俄羅斯的“伊爾-96”；絕大部分時俄國自己生產，包括最關鍵的發動機；樣機下線后，在俄羅斯本國都賣不動；可能有點受前些年 伊爾系列飛機事故影響；俄羅斯的伊爾飛機 發動機  油耗大，環保指標未必達到 英美水平，取得歐美適航證有困難。畢竟貿易主體還在歐美地區。
在簡單說下國產大飛機：
    大飛機簡單的劃分為 系統總裝和分部件及零部件制造，利潤最大，涉及面最廣，維修保障最多的就是 飛機總裝和系統集成；目前條件下：短時間難以造出 像 GE和 羅羅 同樣規格的發動機，只能采購，總不等空等幾十年，發動機搞定了再去搞 大飛機，把這期間的利潤讓給外國人。天朝的決策是對的，先把能實現的做了，先賺錢，占市場，先取得歐美“試航證”，逐步替換國產件；先解決有無問題，再解決 好不好的問題； 航空領域完全市場化，必須滿足市場需求再去推動技術發展，也是現實的“無奈”和“唯一”的辦法。
    先高出ARJ-21 小型支線客機，在搞大飛機919，下一步再去搞929等同于 波音777和空客A380，能在這么短的時間內搞出C919實屬不易，尤其在這個腐敗盛行的時代，還能安心搞技術研發。為民航鼓掌。
個人觀點：不喜勿噴，O(∩_∩)O~

戀清風

對于國產能出大飛機，內心還是很激動的，我之所以讀大學選機械方面的專業其實一開始是說我們的航空發動機不怎好，所以咯，就一直有這個夢想說把我們的這個能有一天能很進步，雖然我想當然了，不過現在好了啊 ，我還是會依然往夢的方向去的