第三神器:把比头发丝还细的碳纤维变成飞机机翼
现代飞机出去大量使用钛合金材料外,还大量使用一种叫碳纤维的材料,目前,使用碳纤维为主的复合材料已经作为现代飞机核心部件生产的必需品,而如何把比头发还要细的碳纤维原丝生产为飞机部件,就成为一项十分艰巨的技术难题,目前,中国在碳纤维复合材料自动铺丝机、自动铺带机、整体成型技术和树脂基预浸料技术上接连取得突破,中国已经具备生产大多数不同结构和尺寸的复合材料零件的能力。
军事专家称, 中国在碳纤维自动铺叠技术取得了重大进展,说明这一短板正在被迅速弥补当中。现在铺带机完成了工程化应用验证,铺丝机也开始了这一进程,非常令人欣喜。从设备上看,中航工业在国内的碳纤维复材自动铺放铺叠领域,绝对是第一把交椅。三个手工铺叠、功能结构铺叠和液体成型纤维预形体制备三个独立净化间里的下料机、激光投影仪、大型缝合机、纤维预形体制备机等高大上制造设备,具备世界一流水平。
哈飞空客复合材料制造中心新厂房内配备的热压罐。
据悉,在碳纤维复材的整体成型技术方面,中航复材拥有9台先进热压罐设备,具备30米长筒型和壁板型、盒段型构件的整体成型制造能力。在技术储备上,中航复材已配合设计研制了多个型号的翼面/机身加筋壁板、多墙整体化壁板/盒段、全高度蜂窝整体舵面,实现了小批或批量生产,在某型隐身无人机和歼10B战斗机上已经得到应用。在部分相关关键技术上已经达到世界先进水平,中航工业在2010年之后,陆续并购了国外多架复合材料生产企业,加快了中国技术水平的提升,目前,我国已经开始研制12米和14米以上级别的超大型热压罐设备,力图在短时间内赶上美国整体成型技术的高水平。
此外,中国在树脂基预浸料技术上具有国际先进水平,目前,中航复材具备使用温度从280℃到420℃的多种高温树脂基复材制件的制造能力,并已在某国产先进发动机上,实现了高温复合材料结构的定型生产。总体来说,树脂基材料在碳纤维复材的生产体系中,是我们相对较强的一环。从发展进度来看,中国的树脂基预浸料技术已经超前于整体成型技术和自动铺叠技术的发展,并不会给我国大型军用运输机、第四代战斗机、远程隐身轰炸机等关键项目拖后腿。