C929一定要用国产复合材料
在我国,碳纤维复合材料最初主要用于航天和军工。受原苏联工业体制的影响,航天和军工都有自己的材料研发单位。如航空部有621材料研究所。621所研发军机所需要的基材树脂,然后再采购合适的碳纤维。用这种模式给制造军机,提供复合材料。由于保密要求,我国航空、航天的基材树脂是不对外开放的。
我国制造碳纤维的企业很多,产能全球第二。但这些企业仅只生产碳纤维,而不生产与碳纤维配套的基材树脂。
目前,全球供应民机碳纤维复合材料的仅4家企业:东丽、赫氏、索尔维、帝人。他们主要共同点是,提供各自商品品牌的碳纤维复合材料(碳纤维和配套的基材树脂)。关键是材料要通过适航认证。在适航当局认证之前,要通过第三方美国“国家先进材料性能中心(NACMP)”的测试鉴定。同时该数据要列入公共数据库。
只生产碳纤维,而基材树脂是另外单位提供。这样制备的复合材料无法通过适航认证。不通过适航认证的复合材料,就不能用于民机型号工程。
近年,C929的一些机体组件开始进行试制。江苏丹阳恒神公司承担的球面框试制工作,就用了自己生产的碳纤维,以及自己研发配套的基材树脂制备复合材料。这是一个很典型的国产化技术进步。现在的问题是恒神的复合材料要能取得我国适航部门的认可,扩大产能满足C929其他部件的试制需求。
对于C929仅有恒神的复合材料,远远还不够。还需要有与它配套的粘合剂、胶粘剂、脱模剂、面纱、防雷击保护膜、呼吸膜、真空膜、做模具的材料等。这其中尤以防雷击保护膜最为重要。
C929“对标”空客A350,复合材料用量达到机体重量的51%。这里要特别注意的是,空客A350首飞时间是2013.6.14,距今已经是十多年了。这十多年,民机的复合材料发展迅猛,高温、高强度热塑性复材,依其优越的性能,在机身结构中完全取代了,A350所使用的热固性环氧复材。现在研制C929,若机身仍然“对标”A350,使用热固性环氧复材,几年后出世的C929在飞机结构层面,显然是一个没有竞争力的产品了。
在A350机身中蒙皮、长桁、框的连接使用了8000多个热塑性复合材料制造的角片。
说到这里,又一个材料问题摆在眼前。国产热塑性复合材料,以及碳纤维/PAEK、PEEK、PEKK,高温、高强度热塑性复合材料,哪家公司研发?
建议
C929的机身蒙皮、长桁、框、连接角片、系统连接支架、角片均采用热塑性复材制造。其中机身蒙皮、长桁、框、的连接采用焊接。其余在最初制造中采用铆钉的连接,后续生产可采用焊接。
- 窗框、登机门框、货舱门框,用热塑复材制造。
- 机翼翼肋用高温、高强度热塑性复材制造。
- 襟翼、扰流板采用多腔结构。
编者寄语
C929要采用国产复合材料,这已经是国人的共识。但是,符合民机要求的材料,仅恒神用于试制C929球面框的热固性复合材料,还远远不够。特别是热塑性复合材料,又是一个绕不过去的坎。
C929主要用于飞国际航线,它的市场是国际航空运输,它面对竞争对手是波音787和空客A350。因此,仅“对标”空客A350,显然已经是排行老三了。本文的几点建议实质是在“对标”的基础上,应用一些近十多年来国外较成熟的先进技术。让我国的C929在国际航空运输市场中,与波音787和空客A350最起码也是平起平坐。
杨超凡 2025.1.8







































