国产大飞机专题

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深究起来，碳纤复合材虽然的确性能优异，但同样存在短板，并不是能完全替代原有材料。


糟糕的抗冲击性能


碳纤复合材料的抗拉强度很好，比之钢铁、钛合金、铝合金都要高出一截。但它的层间剪切性能非常糟糕，因为碳纤复合材料的层与层之间的结合力非常弱。下图是碳纤复合材料层剪强度与合金的剪切性能对比（使用的常见品种的中位值）







层间性能差带来的后果是遭受冲击载荷之后，层间容易出现破坏，进而向层内扩散，让碳纤复合材料的性能大打折扣。所以，碳纤复合材料耐拉性能优于合金，耐冲击性就差些意思了。而且危害碳纤复合材料并不需要高速冲击，而是遍布制造、搬运、使用、维修过程中的低速冲击。


低速冲击破坏的隐藏性也对检测技术是一个挑战，因为它往往是肉眼难以观测到的。即使是碳纤复合材料表面没有痕迹，内部也很有可能产生了大量的裂痕并在层间扩散。


即使内部微小的裂痕，也会导致碳纤复合材的承载能力大幅削减，对于构件的失效造成威胁。生活中也有这样的例子，我们拿出一张普通的A4纸，拿着它的两端使劲拉。如果要把它拉断的话，还是要费点劲的。不过，如果你在纸上撕一个非常小的口子，再拉的话就非常轻松了。


因此，提高树脂基复合材料的抗冲击性能和检测技术是复合材料中的热门课题，并已经一定程度上得到了解决。


耐高温性能


碳纤维本身耐高温性能较好，可耐数千度，不过架不住它有一个“猪队友”——树脂。环氧树脂基复合材料通常使用在130度以下，而更耐高温的双马来酰胺树脂复合材料通常使用温度在150-230度之间。所以，飞机上的耐高温结构件这块地盘，树脂基复合材短期内是夺不走了。


对了，即使是耐高温的碳纤维在大气环境下也只能耐300-400度，之后就会氧化。


耐湿热性能差


树脂基复合材料的耐腐蚀性能非常优异，替代钢材可以减少很多防腐蚀工作。不过，树脂基复合材料却容易受湿热环境影响而导致力学性能下降，这种情况称之为湿热老化。


这又是为什么呢？问题还是出在树脂基体上。树脂具有一定的极性，在湿热的环境中容易吸入水分。一来水分对基体有塑化和溶胀作用；二来不同水分的树脂基体的热膨胀系数不一样，容易与纤维的热膨胀系数不匹配，如此产生内应力，导致内部出现裂；第三，湿热环境同样会通过水解反应和化学反应等方式使界面产生渗透压，造成界面性能的弱化；而化学降解也会造成基体和纤维性能的下降。


所以，对于树脂基复合材料的耐湿热老化，同样也是一个热门研究方向。


相比于汽车，航空业对轻量化更积极一些。因为轻量化带给后者的经济效益更直观。因为两者的油耗不在一个级别上。乘用车的百公里油耗在个位数升，即使降低20%也省不了几块钱（轻量化投入却是实实在在的）。而一架747的油耗是百公里每乘客3.1L，按满员的416个座位，747每跑100公里油耗1300L。如果采用轻量化降低油耗20%，就又可以多坐80多位乘客。而且，油耗也对发动机寿命也有很大的影响，那更是一个宝贝疙瘩。正因如此，碳纤维复合材料成为了飞机制造商的“宠儿”。


但正如前面所讲述的那样，碳纤维复合材料相比钛合金、铝锂合金、铝合金、高强钢其他轻量化材料有自己的优势，但同样有劣势或者不足，反之亦然。采用更多的复合材料，的确可以达到更好的轻量化效果，但同时也要承担相应的成本和为此带来的风险控制。为了经济效益，飞机制造商也会在材料选择上谨慎对待。所以，大可不必将材料的应用比例将飞机的技术水平对等起来。

wjiafu72

别自欺欺人，夜郎自大就好

hxglty

寂静天花板 发表于 2015-11-3 10:24
这就好比开放二胎后，爱国青年的无原则吹嘘，实际上开放二胎仍然是计划生育，而计划生育本质上是反人类的， ...

少数民族可以生---这句话我头一次听说，广西壮族应该也算少数民族吧，但我就没见有随便生的政策

机加小牛

zms9439 发表于 2015-11-3 10:11
落后的总要学习先进的，不可能一两年赶上，不论做汽车、飞机，都一样。有人也说国产汽车都是国外的发动机什 ...

都是苏联支持的 亲

去，你的旅行

关于商用大飞机，我谈谈我个人的观点：
1.我们制造商用大飞机的根本目的是还是为了赚钱，不是为了赶英超美，而商用飞机对可靠性的要求超级高。
2.现在各个公司的专门化程度越来越高，大飞机是一个巨大的工程，没有一个公司可以从采矿炼钢到总装全部自己来做。
3.大飞机发动机，飞行控制系统、燃油系统等各类控制系统的研发是一个周期很长的事情；并且商业化对这类产品的可靠性的要求很高很高，而可靠性基本是靠经验堆出来的。
前面三点决定了我们制造大飞机一定会大量采购其它公司的成熟零部件，包括大家说的发动机等核心器件。因为国内在这方面起步晚，经验不足，可靠性得不到保证，所以为保证可靠性，一定采购国外的成熟器件。但是，这并不是国产大飞机的失败。相比于国外公司带来设计资料、指导你设计生产线、派人来帮你解决问题。我们能够自己设计一架大飞机，决定采购什么性能的器件，并完成装配，这已经是一个很大的进步了！同时，我们也知道机械产品不是简单的1+1的问题，能不能把这些各处购买的器件组装成能经得起市场考验的产品才是C919的难点。
如果C919的可靠度能够得到认可，我认为这次的国产大飞机工程就是成功的，反之亦然。

机加小牛

wangqing1 发表于 2015-11-3 10:59
单单看表面高铁和大飞机的制造和应用，这确实是进步的，以前没做过，现在做了，但是任何历史事实 ...

悖论
做不到可以追 这么起来的企业多了去了 所有的飞机都是瓦特家的?
考试操到第一 也是自己的 也是能力

机加小牛

Ruland联轴器 发表于 2015-11-4 11:14
记得上学的时候，我们学院的院士和老师是参与这个项目中的一部分的，主要是大型铝合金锻件方面。造这么大的 ...

对的 这个是关键 我们有了飞机 就可以攻关 铝合金锻件 之类 其他 这个带来多少效益

机加小牛

逛逛论坛 发表于 2015-11-3 16:21
大侠也不少，行家也不少，恨铁不成钢的多的是了，“愤”的也有。

怎么都不想想1840年以后，中国走过的路 ...

全国产的飞机 就是轰6 可以这么解释么

hc2003

对民行大飞机来说：最关键的指标是：便宜，好用，油耗低，维修保养方便，故障率低；满足这些指标，才能有大笔订单，有订单才能有可持续发展，才能逐步技术升级换代，做强做大。总结一下：需求是第一位，技术保证好的需求。
      先对比下：前几年下线 俄罗斯的“伊尔-96”；绝大部分时俄国自己生产，包括最关键的发动机；样机下线后，在俄罗斯本国都卖不动；可能有点受前些年 伊尔系列飞机事故影响；俄罗斯的伊尔飞机 发动机  油耗大，环保指标未必达到 英美水平，取得欧美适航证有困难。毕竟贸易主体还在欧美地区。
在简单说下国产大飞机：
    大飞机简单的划分为 系统总装和分部件及零部件制造，利润最大，涉及面最广，维修保障最多的就是 飞机总装和系统集成；目前条件下：短时间难以造出 像 GE和 罗罗 同样规格的发动机，只能采购，总不等空等几十年，发动机搞定了再去搞 大飞机，把这期间的利润让给外国人。天朝的决策是对的，先把能实现的做了，先赚钱，占市场，先取得欧美“试航证”，逐步替换国产件；先解决有无问题，再解决 好不好的问题； 航空领域完全市场化，必须满足市场需求再去推动技术发展，也是现实的“无奈”和“唯一”的办法。
    先高出ARJ-21 小型支线客机，在搞大飞机919，下一步再去搞929等同于 波音777和空客A380，能在这么短的时间内搞出C919实属不易，尤其在这个腐败盛行的时代，还能安心搞技术研发。为民航鼓掌。
个人观点：不喜勿喷，O(∩_∩)O~

恋清风

对于国产能出大飞机，内心还是很激动的，我之所以读大学选机械方面的专业其实一开始是说我们的航空发动机不怎好，所以咯，就一直有这个梦想说把我们的这个能有一天能很进步，虽然我想当然了，不过现在好了啊 ，我还是会依然往梦的方向去的