CCTV今日新聞－－波音787起飛了，

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波音787是波音公司自1995年來研發(fā)的第一款全新民用客機，擁有多項技術(shù)創(chuàng)新，其中最引人注目的是以碳纖維合成材料取代鋁制作機體，成為全球第一款以碳纖維合成物為主體材料的民用噴氣客機。波音公司介紹，使用碳纖維合成物作材料的好處體現(xiàn)于：機身單個構(gòu)件面積較鋁制構(gòu)件大，使得機身可以由更少部分組成，減少機身拼接所需零部件。增加飛機的耐用性，減少維護費用。

當?shù)貢r間安15日試飛，從華盛頓起飛，降落在西雅圖機場。

復(fù)合材料又有了新突破，不知道又有哪些歐洲公司參與了這些個項目

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太放心?。?！  承受打擊能力？ 讓我們擔心啊1

促進劑

對大型客機的安全心存疑慮，出一次事故損失太大。

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材料應(yīng)用

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波音787夢幻飛機——環(huán)氧樹脂/碳纖維復(fù)合材料革命的代表
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來源：機電之家　添加人：jdzj888　添加時間：2007-10-15 11:36:03

波音787夢幻飛機——環(huán)氧樹脂/碳纖維復(fù)合材料革命的代表。在波音787上大面積使用環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合材料，減輕了飛機重量并使創(chuàng)新理念得以實現(xiàn)。當波音公司開始考慮在787夢幻飛機上大量使用結(jié)構(gòu)復(fù)合材料時，波音工程師們的直覺是：環(huán)氧樹脂/碳纖基質(zhì)結(jié)構(gòu)能大大降低飛機重量，可以節(jié)省燃料、擴大飛行范圍；但是經(jīng)過早期對復(fù)合材料的集中研究，他們意識到復(fù)合材料還可以帶來重大的設(shè)計變化，這種變化可以讓他們進行功能系統(tǒng)集成，也可以改變層流、發(fā)展空氣動力學(xué)。
從材料學(xué)的角度看，787夢幻飛機是制造業(yè)歷史上最大的革命性跨越之一。但是為了實現(xiàn)一項野心勃勃的出貨計劃——第一批出貨時間定在2008年5月——當時存在大量的障礙需要跨越，沒人嘗試過規(guī)模生產(chǎn)巨大的環(huán)氧樹脂/碳纖維增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，這種材料是熱固性材料，處理時間明顯要慢于熱塑塑料；如此大型部件的關(guān)鍵制模技術(shù)當時仍然處于發(fā)展階段，實際上這也是開發(fā)項目中的少數(shù)羈絆之一；必須開發(fā)出新型涂層處理裂紋擴展問題，用鋁材就不會有這個問題。工程師們還必須設(shè)計不同的系統(tǒng)來應(yīng)對電流短路問題，因為，樹脂基復(fù)合材料不導(dǎo)電。材料技術(shù)當時對大家來說已經(jīng)不是新領(lǐng)域了。

“當我們決定在機翼、機身、地楞橫梁等部位上使用復(fù)合材料時，我們實際上只是在制造777飛機時積累的大量生產(chǎn)經(jīng)驗鋪墊的道路上再往前走一步，”787技術(shù)集成主任、波音公司前任全材料技術(shù)總工程師Alan G. Miller博士說?！爱敃r我們知道象型穩(wěn)性一類的事情。我們也知道復(fù)合材料會怎樣沖擊制造流程；我們有許多設(shè)計上獲批的資料庫，我們有很大的信心，這種信心來自于我們的客戶?！痹诓ㄒ?77飛機上復(fù)合材料只占重量的9%，而在波音787上復(fù)合材料占到重量的50%。在整個777飛機時代碳纖維增強復(fù)合材料的性能、制造技術(shù)和費用結(jié)構(gòu)都有所提高。根據(jù)不同的具體應(yīng)用需求，787飛機上使用了幾種不同種類的復(fù)合材料，包括雙馬來酰亞胺。還有些較小的部件是用短纖維制造的、可以塑成各種形狀，在飛機的內(nèi)部裝飾上也大面積使用了熱塑性工程塑料，但是這與以前的設(shè)計沒有多大不同。

所有的復(fù)合材料都是由世界最大的碳纖維生產(chǎn)商Toray Industries公司提供的。據(jù)估計，從2004年起，波音公司已經(jīng)向Toray公司定購了價值60多億美元的復(fù)合材料，這些訂單對復(fù)合材料的價格和其他用戶的貨物供應(yīng)造成了壓力。這一估計數(shù)字是根據(jù)2006年以后的計劃生產(chǎn)量得出的，而這些數(shù)據(jù)由于787飛機令人矚目的成功已經(jīng)成為過去。在2003年底，Toray公司碳纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)能力是7300公噸。到2007年夏天，該公司的產(chǎn)能達到13900公噸。這段時間內(nèi)，公司在碳纖維產(chǎn)品上的投資接近10億美元。公司產(chǎn)能的擴大來自于美國(華盛頓州的Tacoma公司和阿拉巴馬州的Decatur公司)以及法國和日本客戶的需求。在787飛機的帶動下，聚丙烯腈類碳纖維的需求量一年增長了15%。隨后的需求增長將來自于汽車市場和CNG燃料罐一類與能源相關(guān)應(yīng)用的全面進入。

技術(shù)上需要解決的幾個問題首先是規(guī)模生產(chǎn)問題。復(fù)合材料的生產(chǎn)過程要明顯慢于熱塑性工程塑料的生產(chǎn)過程。“我們以前沒有碰到過如此大量的應(yīng)用(在夢幻飛機以前)，”Miller說?！皬?fù)合材料產(chǎn)業(yè)以前從來沒有處理過這種情況。那是一座我們必須跨越的山?！盡iller認為，傳統(tǒng)機械模具生廠商提供了大多重要的解決方案。Cincinnati Machine Co公司就是一個例子，該公司為787夢幻飛機供應(yīng)新的浸帶疊層系統(tǒng)和纖維編制系統(tǒng)。

“高速精確的鋪疊技術(shù)加快了工作流程，縮短了制造日程，并且降低了工序成本，” Cincinnati Machines公司復(fù)合材料總經(jīng)理Randy Kappesser說。利用自主知識產(chǎn)權(quán)的、編譯自CAD(計算機輔助設(shè)計)和層壓資料的軟件程序，這些最新型的設(shè)備可以把浸帶鋪疊成非常復(fù)雜的幾何形狀。該軟件可以允許離線部分編程和模擬，包括碰撞干預(yù)。

樹脂半固化片中的增強纖維被確定了具體方向，只在需要的方向上才具有最大的強度。半固化片指的是已經(jīng)用樹脂浸制過的纖維基質(zhì)。由于大小(和飛機一樣大)和技術(shù)的發(fā)展問題，模具也是當時一個比較大的問題。在那之前，復(fù)合材料模具主要用在造船方面，而造船還不是大規(guī)模生產(chǎn)行業(yè)?！叭匀惶幱谂Πl(fā)展中的技術(shù)領(lǐng)域是模具制造，”Miller說?！袄锚毺氐脑O(shè)備裝置，復(fù)合材料的模具制造可能相當講究，或者說，如果你不十分注意的話，非常笨拙和繁重......我們必須預(yù)先與我們的技術(shù)合作伙伴碰面，以確保這項技術(shù)是成熟的，能夠滿足我們的生產(chǎn)日程需要?！贝笮蛷?fù)合材料模具結(jié)構(gòu)材料的金牌標準一直是一種叫做不脹鋼的鐵鎳合金，這種材料非常適合這一用途，因為其熱膨脹系數(shù)(CTE)是可以控制的。不脹鋼的一個問題是，不太易于按照制造系統(tǒng)要求彎曲，而讓材料易于彎曲一直是波音公司幾年來的一個主要目標。

一個主要的替代選擇是“軟質(zhì)”模具，這種模具也是用復(fù)合材料制造的。鋁材不合適，因為鋁的熱膨脹系數(shù)不符合要求。由于在B2隱形轟炸機項目中出現(xiàn)過問題，軟質(zhì)模具的名聲不太好。夢幻飛機的制模技術(shù)是絕對受產(chǎn)權(quán)保護的，但還是有一些關(guān)于華盛頓州Janicki Industries of Seedro-Wooley公司的技術(shù)細節(jié)被泄漏出去。Janicki公司是一個歷史悠久的游艇制造商，該公司為夢幻飛機開發(fā)新型的軟質(zhì)模具，這種模具除了經(jīng)歷過一次眾人皆知的災(zāi)難之外還算成功，那次是樹脂配方出現(xiàn)錯誤導(dǎo)致了漏水和心軸損壞。“創(chuàng)新不只是在材料方面，也出現(xiàn)在怎樣建造模具方面，”Miller說。比如，Janicki公司就承接定制過3臺五軸數(shù)控(CNC)碾磨機，這些碾磨機的外形尺寸有88 x 19 x 8英尺之巨，并且精確度達到了±003英寸。

不只是重量問題——復(fù)合材料值得大家做出這樣的努力，這種材料明顯已經(jīng)走上了飛機行業(yè)的快行道，“我們得到的好處遠遠不止是降低了飛機重量”，當時研發(fā)人員認為：我們還看到把很多功能集成到一個系統(tǒng)中越來越實用的方法，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)也是聲阻尼系統(tǒng)的一部分，也是熱傳遞系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的一部分，復(fù)合材料的使用會增長，因為這不再只是結(jié)構(gòu)問題了。這還不是全部的好處。復(fù)合材料機身的優(yōu)等強度可以使客艙內(nèi)出現(xiàn)更高的耐壓力，更容易控制客艙內(nèi)溫度、濕度和通風。從耐腐蝕和老化方面來講，復(fù)合材料比鋁材更持久耐用，并且大大減少了扣件鉚釘?shù)氖褂?。從本質(zhì)上來說，787飛機的結(jié)構(gòu)就是一個龐大的巨分子，所有部件都是通過樹脂/碳纖增強的交聯(lián)化學(xué)鍵連接在一起?！霸缧r候，我們就決定建造一個一體性機身筒體，”Miller說?！拔覀儧]有使用搭接接頭，因為我們是把它們包裹起來的。”

復(fù)合材料的好處隨著波音公司工程師們經(jīng)驗的增加而增多。“我們發(fā)現(xiàn)了制造更好舷窗的方法，并且我們這樣做，還改變了那一部分機身負載轉(zhuǎn)移的特性，”Miller說?！斑@樣我們就可以再回到一體機身筒體的想法上，并且再一次減輕了該設(shè)計這一部分的重量。最終，我們比最初設(shè)計節(jié)省了三倍重量。”另一項好處來自于金屬與塑料交接處(引擎機艙入口與引擎機艙結(jié)構(gòu)的接合點)層流的擴展(1.5庫比特)。
波音公司預(yù)計只這一項設(shè)計改進每年就可以節(jié)省20000加侖燃料。這是制造技術(shù)、材料技術(shù)和成形技術(shù)的巨大聯(lián)合，或許就是成形技術(shù)讓我們切實能夠在空氣動力學(xué)的表現(xiàn)上取得了又一次飛躍。復(fù)合材料的弊端是什么？復(fù)合材料不會生銹，但是也會有一個光致氧化過程，所以復(fù)合材料必須上漆。這樣就有了關(guān)于夢幻飛機的另一個技術(shù)故事?！拔覀冮_發(fā)出一種中間層機身涂層，”Miller說?！拔覀兊目蛻艨梢詣兊艋蚋淖儥C身的噴漆顏色而不會觸碰到里層的復(fù)合材料。這就是說他們不需要進行磨光?！?br />
另一個問題與其說是弊端還不如說是一個不同。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與鋁材結(jié)構(gòu)需要進行的熱管理和電動管理不一樣，鋁在本質(zhì)上具有更高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能。比如在不導(dǎo)電的復(fù)合材料上就不需要象在鋁結(jié)構(gòu)上一樣過多考慮移動電流問題?！拔覀儸F(xiàn)在解決這些問題比3年前聰明多了，”Miller說?？紤]到全球巨大的相關(guān)供應(yīng)鏈，到底是誰在擁有夢幻飛機的開發(fā)技術(shù)呢？“這要看是誰支付了費用，”Miller說?！叭绻俏覀冎Ц读速M用，就可能是我們擁有，并且我們可以在該項目范圍內(nèi)與大家分享?！比绻患夜?yīng)商貢獻了自己的知識產(chǎn)權(quán)，那么這項技術(shù)就可能是由這家供應(yīng)商擁有。所有的主要合作伙伴都有大量自主的研發(fā)項目，并且明顯想在自己的技術(shù)訣竅和其他的飛機制造項目之間取得平衡。這就是波音公司在具體技術(shù)合作伙伴方面采取保密措施的一個原因，比如關(guān)于模具制造商的保密措施。同樣，供應(yīng)商任何信息的媒體披露也都受到波音公司的嚴格控制。

獨自頑活

并不無的放矢呵