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复合材料在大飞机中的应用 1复合材料 1.1复合材料的定义 复合材料指“由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料” 师昌 师昌绪.材料大辞典[M].北京:化学工业出版社,1994:244 1.2复合材料的特性 由于复合材料通常由两种及两种以上材料复合而成，通常其不仅具有原组分的主要特点，而且会产生一些不同于原组分的新特点。例如在空客A380中大量使用的Glare层板，其抗疲劳特性，缺口强度，抗湿热性能和抗腐蚀性都表现较好。此外，相较于同体积铝板，其质量可减少15%~30%，非常适合用于飞机制造。 2复合材料在大飞机制造中的应用 2.1飞机材料变迁 飞机的材料变迁大致经历了以下五个过程（表1） 表1 飞机机体和发动机的材料结构变化 钟元.一代材料 一代飞机——曹春晓院士从材料进化史看中国大飞机项目[J].航空制造技术,2008,1:37 发展阶段 年代 机体材料结构 发动机材料结构 第一阶段 1903-1919 木，布 钢 第二阶段 1920-1949 铝，钢 钢，铝 第三阶段 1950-1969 铝，钛，钢 镍，钛，钢，铝 第四阶段 1070-21世纪初 铝，钛，钢，复合材料结构 （以铝为主） 镍，钛，钢 * 第五阶段 21世纪初- 复合材料，铝，钛，钢结构（以复合材料为主） 镍，钛，钢，复合材料 * 第四阶段后期复合材料开始逐步进入发动机 2.2复合材料的应用现状 复合材料的应用大致经历了四个阶段（表2），这四个阶段体现了由小到大，循序渐进的特点。 表2 复合材料应用的发展阶段 发展阶段 主要应用部位 代表机型 第一阶段 前缘，口盖，整流罩，扰流板等 A340 第二阶段 升降舵，方向舵，襟副翼等 A300 第三阶段 水平尾翼，垂直尾翼等 B737 A320 第四阶段 机翼，机身等 B787 A400M 此外，复合材料占飞机总质量比也逐渐增大（图1），如今其比例已超过50%。 2.3大飞机制造中应用复合材料的优缺点 A．优点 = 1 \* alphabetic a提高了飞机的经济性 = 2 \* alphabetic b提高了飞机的舒适性 = 3 \* alphabetic c提高了飞机的安全性 = 4 \* alphabetic d提高了飞机的环保性 B．缺点 其主要缺点集中在制造成本高，制造技术复杂等方面。 图1 大型客机中复合材料的质量占比 陈绍杰.复合材料技术与大型飞机[J].航空学报,2008,29(3):606