来看看首飞试验圆满成功的C919大飞机都用了哪些新材料?

2022-05-18     流程工业

原标题:来看看首飞试验圆满成功的C919大飞机都用了哪些新材料?

这是“流程工业”发布的第 8022 篇文章

近日编号为B-001J的C919大飞机从上海浦东机场第4跑道起飞,于9时54分安全降落,这标志着中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。

在3小时2分钟的飞行中,试飞员与试飞工程师协调配合,完成了预定的各项任务,飞机状态及性能良好。目前,C919大飞机试飞取证和交付准备工作正在有序推进。

根据介绍,由于大规模采用先进材料,C919整体减重7%左右。对于国产客机的研制,关键之一就是要提高先进材料的应用水平,而复合材料用量是判断民用客机先进性的重要标志。

据悉,在 C919的“皮肤”上,第三代铝锂合金材料先进复合材料的用量分别达8.8%和12%,而此前在ARJ客机上的应用量仅有1%。ARJ的新材料,用于非承力结构,而C919使用在机身后段以及平尾等承力部位。对标波音737和空客A320两种型号的“竞争对手”,C919上先进复合材料的使用量也更多。

因此,C919被认为“在我国材料领域具有里程碑式的意义”。

下面让我们来看看C919的选材之道。

第三代铝锂合金

铝锂合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点,用它替代常规铝合金材料,能够使飞机构件的密度降低3%,重量减少10%〜15%,刚度提高 15%〜20%,因此被认为是新一代飞机较为理想的结构材料。

C919大型客机采用的是第三代铝锂合金,该材料解决了第二代铝锂合金的各向异性问题,材料的屈服强度也提高了40%。C919飞机的机身蒙皮、长桁、地板梁、座 椅滑轨、边界梁、客舱地板支撑立柱等部件都使用了第三代铝锂合金,其机体结构重量占比达到7.4%,获得综合减重7%的收益,在国际上属于领先水平。

T800级碳纤维复合材料

C919大型客机是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号。相比T300级材料,T800级材料强度、模量更高,韧性更强,具备更好的抗冲击性,C919上受力较大的部件,如后机身和平垂尾等都使用了T800级碳纤维复合材料。

T300属于第一代民机复合材料,其树脂基体为未增韧的脆性环氧树脂基体,增强纤维为T300碳纤维,其拉伸强度约为3.5GPa,拉伸模量约为230GPa。T300呈现脆性材料性能特征,对冲击载荷引起的分层损伤比较敏感,因此只能用于受力不大的次承力结构。C919上使用的T800材料采用增韧环氧树脂基体,增强纤维为T800碳纤维,拉伸强度和拉伸模量较T300提高50%左右,也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料。

玻璃纤维复合材料

相比碳纤维复合材料,玻璃纤维复合材料的力学性能稍低,但由于碳纤维介电常数较高,会影响雷达工作,C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料。

另外一些受力较小的部件,如襟翼也使用了玻璃纤维复合材料。因为玻璃纤维复合材料成本比碳纤维复合材料低,在受力较小的部件上应用,既可以达到设计要求,又可以降低制造成本。

芳纶蜂窝材料

C919大型客机舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料,这是一种采用酚醛树脂浸渍的芳纶纸制成的轻质高强非金属仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢设计,具有稳定、轻质的结构和很高的比强度,与泡沫芯材相比,它具有更高的剪切强度,与金属蜂窝相比,它更加耐腐蚀。

同时,芳纶蜂窝材料还具有高韧性、良好的抗疲劳性能和防火性能,是一种比较理想的民机复合材料。

碳纤维复材及陶瓷基复材

航空发动机作为“航空之花”,可以说是航空技术和工业积累的完整体验。C919的发动机为LEAP-X1C发动机。它采用了18片赛峰公司研制的碳纤维复合材料风扇叶片以及美国通用电气公司研制的陶瓷基复合材料涡轮部件。

芳砜纶纤维

芳砜纶简称PSA纤维,由聚砜酰胺组成。其主要特点是优良的电绝缘性和耐热性,此外,阻燃性高,极限氧指数超过30%,耐化学稳定性好,除了几种极性很强的溶剂和浓硫酸之外,在常温下对化学品均具有良好的稳定性。芳砜纶不仅可以制作多种耐高温滤材和高温高压电器中的绝缘材料,而且还可加工成运输工具中的高级阻燃织物等。

据悉,C919机舱内部将首次启用芳砜纶纤维制作椅罩、门帘,将使得飞机减重30公斤以上,每架飞机能够节省超万元成本。

橡胶化合物

其实飞机轮胎所使用的材料与汽车轮胎基本相同,主要区别则来自飞机轮胎采用了更高强度的橡胶化合物,以至于飞机轮胎能被充气到200磅/平方英寸的气压,这相当于汽车轮胎气压的6倍,C919使用的就是来自米其林的Air X子午线轮胎。

此外,国产大飞机C919在雷达罩、机翼前后缘、活动翼面、翼梢小翼、翼身整流罩、后机身、尾翼等主承力和次承力结构上使用了复合材料,占全机结构总重的比例达11.5%。

这是中国民用航空制造领域第一次在主承力结构、高温区、增压区使用复合材料,并且实现了T800级高强碳纤维增韧复合材料的应用,可以说为复合材料在民机制造领域的应用积累了宝贵的工程实践经验。

C919大型客机是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。目前,已经完成立项论证、可行性论证、预发展阶段工作,转入工程发展阶段。今天,我们一起回顾C919的成长瞬间:

2009年1月6日

中国商飞公司正式发布首个单通道常规布局150座级大型客机机型代号“COMAC919”,简称“C919”。

2010年11月15日

C919大型客机1:1展示样机在珠海航展上首次展出。

2015年11月2日

C919大型客机首架机在浦东基地正式总装下线。这标志着C919首架机的机体大部段对接和机载系统安装工作正式完成,同时,标志着C919大型客机项目工程发展阶段研制取得了阶段性成果,为下一步首飞奠定了坚实基础。

2017年4月16日

国产大飞机C919完成首次高速滑行。

2017年5月5日

国产大型客机C919在上海浦东机场冲上云霄,成功完成首飞任务。

2018年3月24日

C919大型客机102架机顺利完成2018年春节后的第一次试飞。

2018年12月28日

C919大型客机103架机圆满完成第一次飞行,标志着当时共三架C919飞机进入试飞状态。

自2019年起

6架C919在上海、阎良、东营、南昌等地进行飞行试验,开展了一系列地面试验和飞行试验。

C919飞机104架机转场西安阎良,开展新阶段试验试飞任务。

C919飞机105架机首次在南昌瑶湖机场跑道进行湿地滑行试验。

2020年10月31日

江西省南昌市举行2020南昌飞行大会。C919国产大飞机亮相南昌天空,带来全球航展首次动态展示。

2020年11月

C919获型号检查核准书(TIA),全面进入局方审定试飞阶段。

2021年3月1日

国产C919大型客机全球首单正式落地。

2022年5月14日

中国商飞公司交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满完成。

流程工业最新线上课程

大修期间有一万多台的仪表要在约40个工作日内完成检修,现场作业怎样才能有条不紊?

外包服务单位提交的校准报告如何保证数据完整性?

全厂成千上万的仪表校准数据如何有效的管理和保存?

如何实现校准数据从纸质化到数字化的过度?

让我们一起讨论提升效率,确保合规且安全运营的仪表维护与校准方法。

【流程工业知识圈】即报名预约课程

本文内容来源于化工新材料等公开信息,由流程工业整理编辑,转载请注明出处,欢迎您关注“流程工业”公众号,第一时间获取石油、化工、水处理、新材料、新能源最新市场动态,以及技术进展和项目信息。

本文内容来源于化工新材料等公开信息,由流程工业整理编辑,转载请注明出处,欢迎您关注“流程工业”公众号,第一时间获取石油、化工、水处理、新材料、新能源最新市场动态,以及技术进展和项目信息。

精细化工绿色生产的标杆案例,燃烧系统的选择很重要!

中科院院士对话宝丰能源总裁,深度解读氢能时代还有多远?

中国这家民营化工企业首次上榜跃升超1000位!看20家中国石油化工企业入围2022全球企业2000强

点击原文,进入流程工业官网,了解流程行业领先的工程、设备、技术

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/41ca76203af1d602922283bb546a9850.html