复合材料如何改变未来飞行

　　经过几十年的发展，复合材料在客机上的结构重量日益增加，如今已经开始广泛应用于民用航空制造业，一些先进客机的复合材料重量已经超过金属材料，占其总重量的50%以上，这也成了未来民机在材料选择方面的一种趋势。

　　在2012年的珠海航展上，一辆兰博基尼新一代旗舰超级跑车Aventador与众多波音机模一起现身波音展台，吸引了众人的眼球。而跑车与航空有何关系呢?原来，尽管在动力、尺寸和外形方面，喷气式飞机和跑车可谓相去甚远，但出于提升性能、降低油耗和排放的考虑，两者不约而同地选择了复合材料作为主要结构材料。波音787飞机与Aventador，正是这样一对“复合材料至亲”。

　　事实上，经过几十年的发展，复合材料在客机上的结构重量日益增加，如今已经开始广泛应用于民用航空制造业。一些先进客机的复合材料重量已经超过金属材料，占其总重量的50%以上，这也成了未来民机在材料选择方面的一种趋势。

　　“新宠”

　　复合材料是指由两种或两种以上不同性质、不同形态的组分通过复合工艺组合而成的一种多相材料，它既保持了原组分材料的主要特点，又显示了原组分材料所没有的新性能，可以通过材料设计使各组分的性能相互补充并彼此联系，从而获得新的优越性能。

　　如今，复合材料已经成为航空材料的“新宠”。

　　美国贝奇飞机制造公司曾制造出世界上第一架全复合材料飞机。它使用了耐热性能好的碳纤维层，中间夹有环氧化物。这种复合结构要比目前普遍使用的铝、钢和钛的合金材料轻一半，强度和耐热性几乎相同。

　　正是因为拥有这些优点，世界民机制造巨头波音和空客都在逐步加大复合材料在飞机上的使用比例，并且在复合材料的研发和生产上进行了大量的投入。

　　波音最新研制的波音787梦想客机所使用的材料中，复合材料占比有很大提升，达到50%，远超过铝所占的20%，其中主要以碳纤维增强型复合材料 (CFRP)为主。而波音777中复合材料约占12%，铝占50%。此外，波音747系列的新机型波音747-8洲际客机和747-8货机也应用了很多新技术，其中就包括复合材料的使用。与波音777飞机一样，波音747-8飞机广泛采用新一代铝合金，更重要的是，它还在襟翼、扰流板、短舱和方向舵中采用石墨复合材料。

　　波音的竞争对手空客是首家在大型民用飞机上广泛采用复合材料的飞机制造商。在其从事民机制造的近30年来，空客飞机的复合材料结构重量日益增加，从最初的空客A300飞机的不足5%，到空客A380飞机的25%，再到空客A350XWB的53%。空客飞机上第一次实现了复合材料的用量超过了金属材料。空客A350XWB的复合材料、轻金属材料和硬金属材料的比例分别是53%、20%和21%。被称为“空中巨无霸”的空客 A380则约有25%由先进轻质复合材料制造，其中22%为碳、玻璃或者石英纤维增强塑料，3%为GLARE(一种玻璃纤维―铝层压板)材料。