玻璃钢的新应用领域――玻璃钢风力发电机风轮叶片
自玻璃纤维问世以来，随着人们对这一新材料的认识逐渐增加，其应用更为普遍。从国内外应用情况统计，国外70%以上的玻璃纤维作为玻璃钢复合材料中的增强材料，而我国仅有30%左右用作玻璃钢复合材料中的增
复合材料中的增强材料。就玻璃纤维使用份额而言，与国外存在着较大的差距，因而开发玻璃纤维在玻璃钢产品的应用极为重要。玻璃纤维用于开发的玻璃钢产品种较多，国外达4万种左右，国内也有1万多种产品。由于篇幅有限，对其他书中已有大理介绍的、常用的、传统的产品本书不再重复，仅就作者了解的新发展、有发展前途、且代表国内外较先进的玻璃钢技术水平的新应用作简要介绍。
节 玻璃钢风力发电机风轮叶片
能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济发展和提高生活质量都极为重要，在高速增长的经济环境下，能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。
走持续发展道路，在确保社会不断进步增长的同时，保护生态环境已为越来越多的所共识。因此，尽可能多地利用洁净的新能源代替高含碳量的矿物燃料是当今能源发展的必然趋势。自1992年联合国环境与发展大会后，新能源的开发利用受到越来越多的关注，其中风能的开发利用在许多得到了大规模的发展。风力发电是风能开发利用的主要形式，作为风力发电机的重要部件之一玻璃钢叶片也得到了迅速发展，形成了一定的生产规模，已成为玻璃钢行业的重要经济增长点。
一、国内外风电事业发展概况
随着各国对环境恶化的关注，开发利用可再生能源已经成为各国政府的实际行动。在现代科学进步的有力推动下，近年来风力发电取得了引人瞩目的发展。到1998年底，全风电总装机容量已达977MW ，装机容量比1997年增加20%左右。1999年年底全装机容量达13400MW,比1998年增加30%，新装机容量达到3600MW，是迄今大的年增长量。欧洲的风电装机容量约占全的65%；而德国风电装机容量超过3000MW ，超过美国雄踞之；在发展中，印度风电装机容量也达到1000MW 。
据国外文献报道，预计2005年全风力机装机容量达到58000MW，超过目前的装机容量3倍多。其中欧洲41860MW,美国8783MW,亚洲5208MW。在20年内，风力发电可以满足电力的10%。占全风力机生产95%的为11家大风力机制造商，而欧洲是风力机制造技术的故乡，90%的制造商在欧洲。据已销售的风力机统计，1998年大的4家风力机制造商为丹麦的NEG Micon AS占23.45%，美国Enron Wind Corp为16.35%，丹麦Vestas Wind System为14.8%，德国的Enercon为12.8%。统计数据还表明丹麦生产的风力机75%出口，占据风力机市场的一半，年产值30亿美元，成为丹麦的支柱产业。
作为大型风力机关键部件之一玻璃钢叶片正向着专业化生产方向发展，集中在几家著名叶片制造商进行专业化生产，如丹麦的LM公司，荷兰的Aerepac公司，德国的Dewind公司。丹麦的 Vestas公司则生产与其配套的叶片。LM公司为大的叶片制造商，产品占据风电市场的45%，叶片供应给一流风力机制造商，如NEG Micon、Bonus、Enercon、Nodex及其他风力机制LM公司从80年代推出片叶片（7.5m长），经过20年发展，已成为在德国、荷兰、西班牙、美国、印度均有子公司的具实力的叶片制造商。
从1987年以来，生产的叶片数累计到1997年为30000片，到1999年超过40000片，目前每年生产近10000片。[-page-]
Vestas公司也是风力机技术领域内的制造商，生产机组包括玻璃钢叶片。
1999年上半年销售额达22.24亿丹麦克朗。由于叶片设计开发对他们来说是如此重要，公司有相当庞大的致力于叶片开发的专家队伍。
LM公司和Vestas公司均从传统的玻璃钢手糊工艺，到20世纪90年代中期采用先进的玻璃钢叶片制造工艺，如树脂注射模、预浸料工艺，满足叶片设计技术性能，提高产品质量，同时也提高了叶片生产的机械化程度。
目前上一些著名大风力机制造商也开始为自己生产配套的玻璃钢叶片，如丹麦的Bonus公司，德国的Enercon公司，西班牙的Gamesa公司。
风力机玻璃钢叶片是涉及航空技术、复合材料领域的高新技术产品，叶片研发需解决空气动力学、结构动力学、材料性能、制造工艺等系列关键问题，国外在这些方面投入大量资金，进行了深入研究，促进了叶片技术的发展。
我国在“七五”末风电总装机容量仅为3420KW，“八五”末风电总装机容量增加到35MW。进入“九五”期间，我国风电场建设进入一个崭新阶段。1996年底风电总装机容量达到56.7MW，1999年底达到266MW。新统计数
据为400多MW。目前我国政府已制订了“十五”规划，预计2005年我国的风力机装机容量要达到1200MW，这将为我国风能事业发展及风电设备产业化带来机遇。
叶片是风力机的关键部件之一，技术难度大。因此，从“七五”起，风力机玻璃钢叶片研究开发一直列入攻关项目。如“七五”的“叶片结构设计方法研究和叶片系列产品”、“八五”的“200kW风力机叶片研制”、“九五”及“863计划”的“大型风力机叶片研究”，这些攻关项目的实施，提高了我国在大型风力机玻璃钢叶片方面的自主研究与开发能力。
二、风电技术发展趋势
目前风电场中安装的风力机组，绝大多数是水平轴、三叶片形式的，其他形式的机组不再有大的商业化生产。风电界整体上对机组技术的认识不再有大的分歧，开始集中力量向大型化、高质量和高效率方面发展。
风力机组大型化、单机容量的提高，是所有风力机研究、设计和制造商的不断追求。近几年进展很大，新型大型风力机不断出现并得到迅速推广应用，单机功率兆瓦的机型大量装机并投入了应用。1994年以前，上大量使用的风力机组单机容量在200kW（叶片长10m左右）以下，1996年300kW（叶片长14m左右）成为主流机型。1998年600km（叶片长21m左右）机组成为重要机型。1999年以后，大量单机容量在1000kw或1000kw（叶片长30~40m左右）以上的机型进入风电市场。当前风电市场上，兆瓦级机组的市场占有率为27%，到了2（X年兆瓦级机组的市场占有率为40%。预计今后几年，兆瓦级机组将在风电市场上占绝对主导地位。目前已研制成功的大的风力机为55KW，叶片长度达56m。
随着风力机单机容量的增大，风力机功率调节方式从较多的采用失速功率调节而转到越来越多的采用变浆距和变速恒频技术，以提高风轮效率。这对风轮叶片的设计提出了相应的要求。
三、玻璃钢叶片[-page-]
目前商品化的大型风力机叶片大多采用玻璃钢，对于长度超过40m叶片，有采用碳/玻混杂复合材料，由于碳纤维的价格，未能推广。大的风力机叶片公司LM公司的专家认为，目前40m以上的大型叶片也可采用玻纤增强复合材料，而不必用碳纤维。估计今后一段时间内，玻璃钢复合材料仍将是大型风力机叶片的主要材料。
（一）玻璃钢复合材料叶片的特点
1.可根据风力机叶片的受力特点设计强度与刚度风力机叶片主要是纵向受力，即气动弯曲和离心力，气动弯曲荷载比离心力大得多，由剪切与扭转产生的剪应力不大。玻璃钢是由玻璃纤维与树脂基体组成的，它不是单纯的材料，而是一种结构。玻璃纤维的强度很高，平均拉伸应力可达1600MPa，组成的单向玻璃钢的平均强度可达1000MPa，强度重量比超过钢和铝。利用纤维受力为主的受力理论，可把主要纤维安排在叶片的纵向，这样就可把叶片设计得比铝叶片还轻，减轻叶片的重量，重量的减轻反过来可降低叶片的离心力及重力引起的疲劳荷载。
2.容易成型，易于达到大气动效率的翼型
为了达到佳气动效果，叶片具有复杂的气动外形。在风轮的不同半径处，叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的。如用金属制造就很困难。而用玻璃钢制造则容易得多，模具制成后，可以进行批量生产。
3.优良的力学性能
叶片使用寿命20年，要经受108(上标)次以上疲劳交变。因此，在考虑叶片的材料时，要考虑材料的疲劳性能。玻璃钢的疲劳强度较高，缺口敏感性低，它的疲劳破坏有一个较长的开裂过程。不像金属那样，当出现初始裂纹后可在较短时间内破坏，玻璃钢在产生初始裂纹后，还能工作相当长一段时间。此外，玻璃钢的内阻尼大，抗震性能较好。
4、耐腐蚀性好
风力机安装在外，近年来又大力发展离岸风电场，风力机安装在海上，风力机组及叶片要受到各种气候环境的影响，要具有耐酸、碱、水、汽的性能。而玻璃钢复合材料具有这种优良的性能，能在这种恶劣环境下较长时间的工作。
（二）玻璃钢风力机叶片构造
在玻璃钢叶片的构造方面主要考虑叶片根端连接形式与叶片剖面形式。
叶片与轮箍连接，使叶片成悬臂梁形式。作用在叶片L的载荷通过叶片根端连接传到轮箍上，因此叶根的载荷大。我们知道作用在叶片上的载荷是通过根端结构的剪切强度、挤压强度、或玻璃钢与金属的胶结强度传递到轮箍上的，而玻璃钢的这些强度均低于其拉弯强度，因而叶片的根端是危险的部位，设计时应予以重视。大型风力机玻璃钢叶片根端形式主要有：金属法兰、预埋金属杆、T型螺栓。丹麦的叶片大多采用胶结工艺，如Vestas公司采用金属法兰与叶根座壳胶结，LM公司采用预埋金属杆。而不是用传统的幂栓连接，以减轻根部的重量，也使得外形流畅，但对胶结工艺技术要求很高。但德国的NOI公司则采用T型螺栓根端（见图1-1）。[-page-]
大型风力机玻璃钢叶片的剖面大多采用如图1-2，叶片剖面由蒙皮与主梁组成。
蒙皮的功能主要提供叶片的气动外形，同时承担部分弯曲荷载与大部的剪切荷载。蒙皮的层状结构包括胶衣层、玻纤毡增强层、强度层。胶衣层提供光滑的气动表面，以提高叶片的气动性能，玻纤毡增强层提供了表面胶衣与强度层之间的缓冲层；强度层为蒙皮的承载层，由双向玻纤织物增强，以提高蒙皮的剪切强度。蒙皮的后缘部分采用夹层结构，内表层也有双向玻纤织物增强，以提高后缘空腹结构的屈曲失稳能力。
主梁承载叶片的大部弯曲荷载，故为主要承力结构。主梁为箱型结构与上下蒙皮胶接。箱型主梁把叶片剖面分成三室，主梁在中间一室。主梁采用单向程度较高的玻纤织物增强，以提高主梁的强度与刚度。通常可采用70%的单向玻纤织物加30%的双向织物，交替铺放，以加强层板的整体性。主梁的肋采用夹层结构，可提高肋的刚度，并可提高叶片弦向方向的刚度。
叶片剖面的结构应根据叶片尺寸大小、荷载情况、制造工艺有所变化。如主梁较宽，主梁的上下缘应采用夹层结构，以免产生屈曲失稳。或主梁宽度设计得较窄，可不采用夹层结构，但要进行屈曲稳定验算。前缘空腹由于曲率较大，抗屈曲失稳能力较强，通常不需要采用夹层结构，但前缘空腹宽度较大时应考虑采用夹层结构。蒙皮的增强层也可采用纤维毡与织物交替铺设。[-page-]
（三）玻璃钢叶片结构设计
叶片结构设计主要考虑：制订荷载规范、荷载计算、极限强度与疲劳强度验算、变形计算、频率计算、屈曲稳定计算。
根据风力机风轮叶片规范，对于一类风力机组的叶片，要求能承受65~70m/s的暴风，使用寿命达20年。叶片结构设计要考虑的安全系数有荷载局部安全系数、材料局部安全系数、材料特征值，极限强度计算的综合安全系数达6以上，疲劳强度的安全系数还要高些。对于大型风力机叶片，要承受如此大的极限荷载，同时要求有足够的安全系数，势必随着叶片尺寸的增大，叶片的重量增加很快。据国外文献报道，风轮半径在22~60m，叶片重量近似以风轮半径的3次方增长，见图1-3。对于大型风轮叶片，其重量与强度、刚度的矛盾突出。要在满足叶片的强度与刚度的条件下，减轻叶片的重量，要求我们对叶片进行结构优化设计，更重要的是选择性能良好的玻纤增强材料，以提高玻璃钢层板的强度与模量。
图1-4、图1-5为34m叶片（1.5MW模型风力机叶片）应力分布曲线。由图可知，在极限荷载下，主梁应力应大于100MPa。设计要求主梁层板的强度高于650MPa，弹性模量大于24GPa。蒙皮玻璃钢层权的强度也要高于450MPa。单个叶片的重量超过6t。
四、玻璃钢风力机叶片材料与工艺
ERP叶片的传统生产工艺以手糊为主。随着玻璃钢工业的发展，尤其是原材料及工艺设备的发展，玻璃钢叶片的成型工艺也有了长足的发展。现有的成型工艺大致有以下几种：手糊工艺、真空辅助注射模塑、树脂传递模塑（RTM）、模压工艺、缠绕工艺、西门子树脂浸渍工艺（SCRIMP）。其中手糊、缠绕工艺是敞模工艺,而真空辅助模塑、RTM以及SCRIMP和模压工艺属于闭模工艺。我国自20世纪60年代初，研制成功玻璃钢飞机空气螺旋桨叶片至今，叶片的成型工艺有了很大的发展，虽仍以手糊为主，但RTM工艺、模压工艺、真空成型等新工艺也有了一定的推广和发展。而且随着国产原材料性能的提高，近年来的手糊也较传统的手糊有了很大的差别，从基体材料到增强材料都有了很大的发展。目前国内生产大型风力叶片的工艺主要有手糊、RTM、模压、真空法（包括SCRIMP、RIFI、SPRINT和VARI等）。国外大型叶片制造商大多采用先进的制造工艺，如LM公司采用VARTM，VESTAS公司采用预浸料工艺， 公司采用湿法预浸料工艺。
1.手糊成型工艺[-page-]
玻璃钢是以玻璃纤维及其制品（布、带、毡等）作增强材料，以树脂作基体的一种复合材料。增强材料主要满足强度和刚度的要求；而树脂起粘结作用，并有耐介质腐蚀的性能；其各自的特性决定了玻璃钢的性能。所以合理选择原材料是制造玻璃钢叶片的关键之一。
（1）树脂基体材料
手糊工艺制造叶片用树脂基体必须遵守下列七项原则： a、原材料易得，价格合理；b、树脂粘度适合成型工艺；c、树脂能在室温下固化，同时要求树脂的固化时间能满足工艺操作时间；d、树脂固化收缩率小；e、树脂粘结强度高，玻璃钢疲劳性能好；f、耐老化、耐化学腐蚀性能好；g、应选择无毒或低毒的树脂及固化剂。目前广泛用于手糊成型风力叶片的树脂主要有聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂三大类。
（2）增强材料
手糊用增强材料的选择原则是：a、玻璃布容易被树脂浸渍；b、玻璃布的铺覆形变性好；c、增厚效率高；d、充分满足设计所需的强度、刚度等力学性能；e、耐候性好。广泛用于玻璃钢产品的玻璃布有无碱玻璃布和中碱玻璃布两大类，无碱玻璃布具有较好的耐候性和较高的强度，同时考虑到叶片在展向承力受较大的弯矩和离心力，是一种单向受力构件。因此一般选用无碱7:1和无碱4:1 单向玻璃布来承受弯矩和离心力。另外还采用适量的无碱1:1玻璃布以提高叶片的扭转刚度和剪切强度，为了提高叶片的表面质量，在表面层还采用细玻璃布或毡。常用玻璃布的性能指标和用618环氧树脂作为基体的玻璃钢力学性能如表1-1。
用上述玻璃布增强环氧618树脂做的玻璃钢试件的力学性能数据如表1-2所示。
（3）泡沫材料[-page-]
为了提高叶片刚度，防止局部失稳，减轻叶片的重量，在叶片的前缘、后缘、肋、主梁的上下缘，根据压应力的大小，产业夹层结构。目前大小风力机玻璃钢叶片的芯材主要采用PVC泡沫、Bals软木（如表1-3）。
2.成型工艺
RTM即树脂传递模塑技术，是利用热固性树脂成型复合材料的一项工艺技术。其基本方法是在设计好的模具中放置经合理设计和制备的预成型增强体，闭合模具后，将所需的树脂注入模具内，当树脂充分浸润玻璃纤维后
固化，然后脱模获得期望的产品。用RTM生产大型风力叶片可以控制产品的含胶量，从而提高玻纤含量，提高强度；生产周期短，劳动强度低，原材料消耗少；一次成型产品表面光洁度高。 是闭模成型工艺，单体（苯乙烯）挥发少、环境污染小。
（1）树脂基体的选择
RTM用树脂必须满足一些特殊的工艺性能，即应满足“一长”、“一快”“两高”和“四低”的要求，即树脂凝胶时间长；固化速度快；高浸润性和高消泡性；低粘度、低挥发分、低收缩率及低放热率。树脂工艺参数见表1-4
从树脂性能上讲，所选树脂应在强度、模量、韧性、耐温、耐环境老化和纤维粘结性能方面满足风力叶片设计所需的技术要求。常用树脂有不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂。
（2）增强材料的选择
用RTM工艺生产大型风力叶片时，其预成型体是关键。不同形态的预成型体不仅决定着叶片的力学性能，而且决定着成型加工性能，预成型体材料的选择和结构设计要在力学性能和工艺性能之间寻找一个恰当的平衡。[-page-]
因此，正确的设计、选择和制造增强纤维预成型体是应用RTM技术生产叶片的非常关键一步。玻璃纤维预成型体原材料包括以下几种：
a.玻璃纤维纱。制造叶片用预成型体的基本原材料有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维，其中多为玻璃纤维。纤维纱可用来制造预成型体的其他原材料，如各种毡和织物等，也可直接通过放置定型方法，如编织等来制造预成型体。
b.玻璃纤维毡。纤维毡是用连续或短切纤维随机放置再利用相应的浆料将其连接起来的一束材料，这种材料使用操作方便，可通过简单的裁剪和铺放来制造简单的预成型体。
c.玻璃纤维单向织物。单向织物是用缝合的方法将平行放置的纤维束连接起来的织物，这种织物可使纤维方向具有很高的强度和模量，并可按照
设计进行铺放，设计灵活性大。
d.玻璃纤维二维纺织物。二维纺织物是由两组或两组以上的纤维纱在织布机上按一定的经纬比例织出的增强材料。
e.玻璃纤维缝合织物。这种织物包括纺织缝合物和非纺织缝合物，纺织缝合织物是用各种二维纺织物铺层在垂直于厚度方向进行缝合而成的织物。非纺织缝合物是将单向纤维按照一定的方向铺放再把他们缝合起来而成的，由于层间的增强，使这类织物材料制备的复合材料具有很高的层间强度和抗冲击能力。另外，非纺织缝合织物纤维铺放时没有皱折，因而纤维强度和模量损失较小。此外，可根据蒙皮、主梁等部件的不同受力情况设计不同的双
轴、三轴、单向织物。
f.其他玻璃纤维形式的原材料。主要包括针织和2-D、3-d编织产品，一般用于叶片的主要受力构件――主梁上。它们主要用于同上述的其他增强形式的原材料组合形成复合或混杂预成型体，以获得需要的力学性能。
（3）常用的叶片玻璃纤维预成型体制造技术
a.“裁剪 铺放”预成型技术。裁剪 铺放是成型预成型体的基本的方法，但并非简单的剪裁和铺放问题，它还需要相应的方法和工装来保证叶片预成型体的纤维的位置和形状。适合裁剪铺放的原材料很多，而且这种方法容易对纤维结构和方向进行控制，性能的可设计性强，所以对于大型叶片来说，这种方法是比较实用的，尽管劳动强度高，生产周期长。纤维喷射技术和模压技术适合小型产品的大批量生产，在 工艺生产叶片中，目前为止，运用得很少。
b、缝合技术。缝合技术是将不同的织物用缝纫的方法制成叶片要求形状的预成型体，或将预成型体零件缝合连接起来成为更复杂的预成型体的技术。蒙皮和主梁分别进行裁剪、铺放和缝合成为预成型体零件，然后再将加强筋预成型体按一定位置缝合成一个完整的壁板预成型体。这种织物可有效降低制造的总体成本。同时层间缝合大大提高了层间强度和抗冲击性能，例如可使复合材料的冲击后压缩强度提高一倍以上。
此外，还有2D编织技术、3D编织技术等新的玻璃纤维增强材料预成型体的生产技术。
（4）选择织物或预成型体时应考虑的重要参数
从力学性能的要求来看，一般希望织物或预成型体具有较高的玻璃纤维体积含量，从而使复合材料具有较高的力学性能，但高的纤维体积含量会增加树脂在预成型体中的流动和浸润过程，从而影响产品的质量，反过来影响制品的力学性能。因此，织物或预成型体结构的选择要综合考虑叶片各部分的性能要求和RTM成型工艺性能，必须在两者之间求得恰当的平衡。选择玻璃纤维织物或预成型体时应考虑的主要工艺因素是：玻璃纤维织物或预成型体的渗透率、可压缩性、操作性和铺敷性。近年来，随着南京玻纤院等一大批玻璃纤维行业新秀的崛起，我国玻璃纤维增强材料在满足RTM工艺性能方面已有了很大的进步，完全能满足日常生产和设计。[-page-]
3、模压工艺生产风力叶片
模压工艺是将一定量的模压料放入对模中，在一定的温度和压力作用下，固化成型制品的一种方法。模压工艺有生产效率高，制品尺寸准确，表面光洁，无需有损制品性能的二次加工，制品外观及尺寸的重复性好，容易实现机械化和自动化等优点。用于叶片的模压料一般为玻璃纤维增强的预浸料、热固性树脂预浸料，通常是树脂呈B阶段的复合材料的中间材料。这种用于生产叶片的优良的半成品为叶片的批量化和巨型化作出了极大的贡献。预浸料在国外运用非常广泛，而且其工艺及装备也发展到了相当成熟的地步。在这方面丹麦的Vestas是一个成功的应用先例。Vestas用于生产大型风力叶片的玻璃纤维增强环氧树脂是一种低温固化预浸料（通常将室温到80摄氏度之间可固化的预浸料叫做低温固化预浸料），在实际叶片生产中，由于叶片的蒙皮、主梁、根部等各个部位的力学性能及工艺的要求各不相同，因而为降低成本，充分发挥各部分的优点，各部分使用各种不同的预浸料制品。通过对预浸料性能的选择，既降低了成本又满足了叶片主要部分的不同要求 。
用于叶片主要部件的预浸料性能数据如表1-5~表1-10。
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预浸料的发展正向低温、快速固化的方向发展。预浸料高的纤维含量、操作方便等优点必将使预浸料成为未来生产大型风力叶片及其他大型复合材料制品的选材料。
4、真空法生产大型风力叶片
随着环保意识的增强，复合材料行业的有关挥发物的法规也越来越严格，在这种情况下，传统的开模工艺必将遭到淘汰，于是国外科学家研究成功了各种类型的真空法成型工艺。其中比较典型的有“SCRIMP”（Seeman复合材料树脂浸渍技术）、RIFI（柔性膜树脂浸渍技术）、VARI（真空辅助RTM）以及SPRINT（SP树脂浸渍技术）。这些成型工艺大体都是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，利用树脂的流动、渗透，实现对织物的浸渍，并在室温下固化，形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。这些工艺大都仅仅需要一个单面的刚性模具，用来铺放纤维增强体；模具只为保证结构型面满足要求，简化了模具制造工序，节省了费用，有的上模为柔性真空袋膜；整个工艺操作过程在室温下进行，无需加热；也只需一个真空压力，无需额外的压力。对于我们生产大型的风力叶片，采用这种工艺，可以有效的降低树脂含量，提高纤维含量，从而提高玻璃钢的强度，减轻叶片重量。并大大降低劳动强度，提高生产效率。当然工艺的发展始终离不开原材料的配套和发展，上述的真空成型工艺绝大部分除技术要求外，主要的还是对增强材料的要求，增强材料要求除能满足要求的强度外，同时要能在树脂流动过程中充当流道的作用。传统的毡、布等玻璃纤维制品已不能满足这种要求，只有复合编织物和缝合织物才能有这样的效果。
国内也有不少单位开始研究和使用这种技术，航空工业制造工程研究所利用与国外合作进行了VARI的深入研究，所成型制件的力学性能如表1-11。
许多技术发展到今天，都是基于实践经验或反反复复的实验才得到的。真空法作为一种降低风力叶片成本的重要方法，已经表现越来越突出。发展和推广真空法成型工艺技术，必将使复合材料得到更大的发展。
复合材料中的增强材料。就玻璃纤维使用份额而言，与国外存在着较大的差距，因而开发玻璃纤维在玻璃钢产品的应用极为重要。玻璃纤维用于开发的玻璃钢产品种较多，国外达4万种左右，国内也有1万多种产品。由于篇幅有限，对其他书中已有大理介绍的、常用的、传统的产品本书不再重复，仅就作者了解的新发展、有发展前途、且代表国内外较先进的玻璃钢技术水平的新应用作简要介绍。
节 玻璃钢风力发电机风轮叶片
能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济发展和提高生活质量都极为重要，在高速增长的经济环境下，能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。
走持续发展道路，在确保社会不断进步增长的同时，保护生态环境已为越来越多的所共识。因此，尽可能多地利用洁净的新能源代替高含碳量的矿物燃料是当今能源发展的必然趋势。自1992年联合国环境与发展大会后，新能源的开发利用受到越来越多的关注，其中风能的开发利用在许多得到了大规模的发展。风力发电是风能开发利用的主要形式，作为风力发电机的重要部件之一玻璃钢叶片也得到了迅速发展，形成了一定的生产规模，已成为玻璃钢行业的重要经济增长点。
一、国内外风电事业发展概况
随着各国对环境恶化的关注，开发利用可再生能源已经成为各国政府的实际行动。在现代科学进步的有力推动下，近年来风力发电取得了引人瞩目的发展。到1998年底，全风电总装机容量已达977MW ，装机容量比1997年增加20%左右。1999年年底全装机容量达13400MW,比1998年增加30%，新装机容量达到3600MW，是迄今大的年增长量。欧洲的风电装机容量约占全的65%；而德国风电装机容量超过3000MW ，超过美国雄踞之；在发展中，印度风电装机容量也达到1000MW 。
据国外文献报道，预计2005年全风力机装机容量达到58000MW，超过目前的装机容量3倍多。其中欧洲41860MW,美国8783MW,亚洲5208MW。在20年内，风力发电可以满足电力的10%。占全风力机生产95%的为11家大风力机制造商，而欧洲是风力机制造技术的故乡，90%的制造商在欧洲。据已销售的风力机统计，1998年大的4家风力机制造商为丹麦的NEG Micon AS占23.45%，美国Enron Wind Corp为16.35%，丹麦Vestas Wind System为14.8%，德国的Enercon为12.8%。统计数据还表明丹麦生产的风力机75%出口，占据风力机市场的一半，年产值30亿美元，成为丹麦的支柱产业。
作为大型风力机关键部件之一玻璃钢叶片正向着专业化生产方向发展，集中在几家著名叶片制造商进行专业化生产，如丹麦的LM公司，荷兰的Aerepac公司，德国的Dewind公司。丹麦的 Vestas公司则生产与其配套的叶片。LM公司为大的叶片制造商，产品占据风电市场的45%，叶片供应给一流风力机制造商，如NEG Micon、Bonus、Enercon、Nodex及其他风力机制LM公司从80年代推出片叶片（7.5m长），经过20年发展，已成为在德国、荷兰、西班牙、美国、印度均有子公司的具实力的叶片制造商。
从1987年以来，生产的叶片数累计到1997年为30000片，到1999年超过40000片，目前每年生产近10000片。[-page-]
Vestas公司也是风力机技术领域内的制造商，生产机组包括玻璃钢叶片。
1999年上半年销售额达22.24亿丹麦克朗。由于叶片设计开发对他们来说是如此重要，公司有相当庞大的致力于叶片开发的专家队伍。
LM公司和Vestas公司均从传统的玻璃钢手糊工艺，到20世纪90年代中期采用先进的玻璃钢叶片制造工艺，如树脂注射模、预浸料工艺，满足叶片设计技术性能，提高产品质量，同时也提高了叶片生产的机械化程度。
目前上一些著名大风力机制造商也开始为自己生产配套的玻璃钢叶片，如丹麦的Bonus公司，德国的Enercon公司，西班牙的Gamesa公司。
风力机玻璃钢叶片是涉及航空技术、复合材料领域的高新技术产品，叶片研发需解决空气动力学、结构动力学、材料性能、制造工艺等系列关键问题，国外在这些方面投入大量资金，进行了深入研究，促进了叶片技术的发展。
我国在“七五”末风电总装机容量仅为3420KW，“八五”末风电总装机容量增加到35MW。进入“九五”期间，我国风电场建设进入一个崭新阶段。1996年底风电总装机容量达到56.7MW，1999年底达到266MW。新统计数
据为400多MW。目前我国政府已制订了“十五”规划，预计2005年我国的风力机装机容量要达到1200MW，这将为我国风能事业发展及风电设备产业化带来机遇。
叶片是风力机的关键部件之一，技术难度大。因此，从“七五”起，风力机玻璃钢叶片研究开发一直列入攻关项目。如“七五”的“叶片结构设计方法研究和叶片系列产品”、“八五”的“200kW风力机叶片研制”、“九五”及“863计划”的“大型风力机叶片研究”，这些攻关项目的实施，提高了我国在大型风力机玻璃钢叶片方面的自主研究与开发能力。
二、风电技术发展趋势
目前风电场中安装的风力机组，绝大多数是水平轴、三叶片形式的，其他形式的机组不再有大的商业化生产。风电界整体上对机组技术的认识不再有大的分歧，开始集中力量向大型化、高质量和高效率方面发展。
风力机组大型化、单机容量的提高，是所有风力机研究、设计和制造商的不断追求。近几年进展很大，新型大型风力机不断出现并得到迅速推广应用，单机功率兆瓦的机型大量装机并投入了应用。1994年以前，上大量使用的风力机组单机容量在200kW（叶片长10m左右）以下，1996年300kW（叶片长14m左右）成为主流机型。1998年600km（叶片长21m左右）机组成为重要机型。1999年以后，大量单机容量在1000kw或1000kw（叶片长30~40m左右）以上的机型进入风电市场。当前风电市场上，兆瓦级机组的市场占有率为27%，到了2（X年兆瓦级机组的市场占有率为40%。预计今后几年，兆瓦级机组将在风电市场上占绝对主导地位。目前已研制成功的大的风力机为55KW，叶片长度达56m。
随着风力机单机容量的增大，风力机功率调节方式从较多的采用失速功率调节而转到越来越多的采用变浆距和变速恒频技术，以提高风轮效率。这对风轮叶片的设计提出了相应的要求。
三、玻璃钢叶片[-page-]
目前商品化的大型风力机叶片大多采用玻璃钢，对于长度超过40m叶片，有采用碳/玻混杂复合材料，由于碳纤维的价格，未能推广。大的风力机叶片公司LM公司的专家认为，目前40m以上的大型叶片也可采用玻纤增强复合材料，而不必用碳纤维。估计今后一段时间内，玻璃钢复合材料仍将是大型风力机叶片的主要材料。
（一）玻璃钢复合材料叶片的特点
1.可根据风力机叶片的受力特点设计强度与刚度风力机叶片主要是纵向受力，即气动弯曲和离心力，气动弯曲荷载比离心力大得多，由剪切与扭转产生的剪应力不大。玻璃钢是由玻璃纤维与树脂基体组成的，它不是单纯的材料，而是一种结构。玻璃纤维的强度很高，平均拉伸应力可达1600MPa，组成的单向玻璃钢的平均强度可达1000MPa，强度重量比超过钢和铝。利用纤维受力为主的受力理论，可把主要纤维安排在叶片的纵向，这样就可把叶片设计得比铝叶片还轻，减轻叶片的重量，重量的减轻反过来可降低叶片的离心力及重力引起的疲劳荷载。
2.容易成型，易于达到大气动效率的翼型
为了达到佳气动效果，叶片具有复杂的气动外形。在风轮的不同半径处，叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的。如用金属制造就很困难。而用玻璃钢制造则容易得多，模具制成后，可以进行批量生产。
3.优良的力学性能
叶片使用寿命20年，要经受108(上标)次以上疲劳交变。因此，在考虑叶片的材料时，要考虑材料的疲劳性能。玻璃钢的疲劳强度较高，缺口敏感性低，它的疲劳破坏有一个较长的开裂过程。不像金属那样，当出现初始裂纹后可在较短时间内破坏，玻璃钢在产生初始裂纹后，还能工作相当长一段时间。此外，玻璃钢的内阻尼大，抗震性能较好。
4、耐腐蚀性好
风力机安装在外，近年来又大力发展离岸风电场，风力机安装在海上，风力机组及叶片要受到各种气候环境的影响，要具有耐酸、碱、水、汽的性能。而玻璃钢复合材料具有这种优良的性能，能在这种恶劣环境下较长时间的工作。
（二）玻璃钢风力机叶片构造
在玻璃钢叶片的构造方面主要考虑叶片根端连接形式与叶片剖面形式。
叶片与轮箍连接，使叶片成悬臂梁形式。作用在叶片L的载荷通过叶片根端连接传到轮箍上，因此叶根的载荷大。我们知道作用在叶片上的载荷是通过根端结构的剪切强度、挤压强度、或玻璃钢与金属的胶结强度传递到轮箍上的，而玻璃钢的这些强度均低于其拉弯强度，因而叶片的根端是危险的部位，设计时应予以重视。大型风力机玻璃钢叶片根端形式主要有：金属法兰、预埋金属杆、T型螺栓。丹麦的叶片大多采用胶结工艺，如Vestas公司采用金属法兰与叶根座壳胶结，LM公司采用预埋金属杆。而不是用传统的幂栓连接，以减轻根部的重量，也使得外形流畅，但对胶结工艺技术要求很高。但德国的NOI公司则采用T型螺栓根端（见图1-1）。[-page-]
大型风力机玻璃钢叶片的剖面大多采用如图1-2，叶片剖面由蒙皮与主梁组成。
蒙皮的功能主要提供叶片的气动外形，同时承担部分弯曲荷载与大部的剪切荷载。蒙皮的层状结构包括胶衣层、玻纤毡增强层、强度层。胶衣层提供光滑的气动表面，以提高叶片的气动性能，玻纤毡增强层提供了表面胶衣与强度层之间的缓冲层；强度层为蒙皮的承载层，由双向玻纤织物增强，以提高蒙皮的剪切强度。蒙皮的后缘部分采用夹层结构，内表层也有双向玻纤织物增强，以提高后缘空腹结构的屈曲失稳能力。
主梁承载叶片的大部弯曲荷载，故为主要承力结构。主梁为箱型结构与上下蒙皮胶接。箱型主梁把叶片剖面分成三室，主梁在中间一室。主梁采用单向程度较高的玻纤织物增强，以提高主梁的强度与刚度。通常可采用70%的单向玻纤织物加30%的双向织物，交替铺放，以加强层板的整体性。主梁的肋采用夹层结构，可提高肋的刚度，并可提高叶片弦向方向的刚度。
叶片剖面的结构应根据叶片尺寸大小、荷载情况、制造工艺有所变化。如主梁较宽，主梁的上下缘应采用夹层结构，以免产生屈曲失稳。或主梁宽度设计得较窄，可不采用夹层结构，但要进行屈曲稳定验算。前缘空腹由于曲率较大，抗屈曲失稳能力较强，通常不需要采用夹层结构，但前缘空腹宽度较大时应考虑采用夹层结构。蒙皮的增强层也可采用纤维毡与织物交替铺设。[-page-]
（三）玻璃钢叶片结构设计
叶片结构设计主要考虑：制订荷载规范、荷载计算、极限强度与疲劳强度验算、变形计算、频率计算、屈曲稳定计算。
根据风力机风轮叶片规范，对于一类风力机组的叶片，要求能承受65~70m/s的暴风，使用寿命达20年。叶片结构设计要考虑的安全系数有荷载局部安全系数、材料局部安全系数、材料特征值，极限强度计算的综合安全系数达6以上，疲劳强度的安全系数还要高些。对于大型风力机叶片，要承受如此大的极限荷载，同时要求有足够的安全系数，势必随着叶片尺寸的增大，叶片的重量增加很快。据国外文献报道，风轮半径在22~60m，叶片重量近似以风轮半径的3次方增长，见图1-3。对于大型风轮叶片，其重量与强度、刚度的矛盾突出。要在满足叶片的强度与刚度的条件下，减轻叶片的重量，要求我们对叶片进行结构优化设计，更重要的是选择性能良好的玻纤增强材料，以提高玻璃钢层板的强度与模量。
图1-4、图1-5为34m叶片（1.5MW模型风力机叶片）应力分布曲线。由图可知，在极限荷载下，主梁应力应大于100MPa。设计要求主梁层板的强度高于650MPa，弹性模量大于24GPa。蒙皮玻璃钢层权的强度也要高于450MPa。单个叶片的重量超过6t。
四、玻璃钢风力机叶片材料与工艺
ERP叶片的传统生产工艺以手糊为主。随着玻璃钢工业的发展，尤其是原材料及工艺设备的发展，玻璃钢叶片的成型工艺也有了长足的发展。现有的成型工艺大致有以下几种：手糊工艺、真空辅助注射模塑、树脂传递模塑（RTM）、模压工艺、缠绕工艺、西门子树脂浸渍工艺（SCRIMP）。其中手糊、缠绕工艺是敞模工艺,而真空辅助模塑、RTM以及SCRIMP和模压工艺属于闭模工艺。我国自20世纪60年代初，研制成功玻璃钢飞机空气螺旋桨叶片至今，叶片的成型工艺有了很大的发展，虽仍以手糊为主，但RTM工艺、模压工艺、真空成型等新工艺也有了一定的推广和发展。而且随着国产原材料性能的提高，近年来的手糊也较传统的手糊有了很大的差别，从基体材料到增强材料都有了很大的发展。目前国内生产大型风力叶片的工艺主要有手糊、RTM、模压、真空法（包括SCRIMP、RIFI、SPRINT和VARI等）。国外大型叶片制造商大多采用先进的制造工艺，如LM公司采用VARTM，VESTAS公司采用预浸料工艺， 公司采用湿法预浸料工艺。
1.手糊成型工艺[-page-]
玻璃钢是以玻璃纤维及其制品（布、带、毡等）作增强材料，以树脂作基体的一种复合材料。增强材料主要满足强度和刚度的要求；而树脂起粘结作用，并有耐介质腐蚀的性能；其各自的特性决定了玻璃钢的性能。所以合理选择原材料是制造玻璃钢叶片的关键之一。
（1）树脂基体材料
手糊工艺制造叶片用树脂基体必须遵守下列七项原则： a、原材料易得，价格合理；b、树脂粘度适合成型工艺；c、树脂能在室温下固化，同时要求树脂的固化时间能满足工艺操作时间；d、树脂固化收缩率小；e、树脂粘结强度高，玻璃钢疲劳性能好；f、耐老化、耐化学腐蚀性能好；g、应选择无毒或低毒的树脂及固化剂。目前广泛用于手糊成型风力叶片的树脂主要有聚酯树脂、环氧树脂和乙烯基树脂三大类。
（2）增强材料
手糊用增强材料的选择原则是：a、玻璃布容易被树脂浸渍；b、玻璃布的铺覆形变性好；c、增厚效率高；d、充分满足设计所需的强度、刚度等力学性能；e、耐候性好。广泛用于玻璃钢产品的玻璃布有无碱玻璃布和中碱玻璃布两大类，无碱玻璃布具有较好的耐候性和较高的强度，同时考虑到叶片在展向承力受较大的弯矩和离心力，是一种单向受力构件。因此一般选用无碱7:1和无碱4:1 单向玻璃布来承受弯矩和离心力。另外还采用适量的无碱1:1玻璃布以提高叶片的扭转刚度和剪切强度，为了提高叶片的表面质量，在表面层还采用细玻璃布或毡。常用玻璃布的性能指标和用618环氧树脂作为基体的玻璃钢力学性能如表1-1。
用上述玻璃布增强环氧618树脂做的玻璃钢试件的力学性能数据如表1-2所示。
（3）泡沫材料[-page-]
为了提高叶片刚度，防止局部失稳，减轻叶片的重量，在叶片的前缘、后缘、肋、主梁的上下缘，根据压应力的大小，产业夹层结构。目前大小风力机玻璃钢叶片的芯材主要采用PVC泡沫、Bals软木（如表1-3）。
2.成型工艺
RTM即树脂传递模塑技术，是利用热固性树脂成型复合材料的一项工艺技术。其基本方法是在设计好的模具中放置经合理设计和制备的预成型增强体，闭合模具后，将所需的树脂注入模具内，当树脂充分浸润玻璃纤维后
固化，然后脱模获得期望的产品。用RTM生产大型风力叶片可以控制产品的含胶量，从而提高玻纤含量，提高强度；生产周期短，劳动强度低，原材料消耗少；一次成型产品表面光洁度高。 是闭模成型工艺，单体（苯乙烯）挥发少、环境污染小。
（1）树脂基体的选择
RTM用树脂必须满足一些特殊的工艺性能，即应满足“一长”、“一快”“两高”和“四低”的要求，即树脂凝胶时间长；固化速度快；高浸润性和高消泡性；低粘度、低挥发分、低收缩率及低放热率。树脂工艺参数见表1-4
从树脂性能上讲，所选树脂应在强度、模量、韧性、耐温、耐环境老化和纤维粘结性能方面满足风力叶片设计所需的技术要求。常用树脂有不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂。
（2）增强材料的选择
用RTM工艺生产大型风力叶片时，其预成型体是关键。不同形态的预成型体不仅决定着叶片的力学性能，而且决定着成型加工性能，预成型体材料的选择和结构设计要在力学性能和工艺性能之间寻找一个恰当的平衡。[-page-]
因此，正确的设计、选择和制造增强纤维预成型体是应用RTM技术生产叶片的非常关键一步。玻璃纤维预成型体原材料包括以下几种：
a.玻璃纤维纱。制造叶片用预成型体的基本原材料有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维，其中多为玻璃纤维。纤维纱可用来制造预成型体的其他原材料，如各种毡和织物等，也可直接通过放置定型方法，如编织等来制造预成型体。
b.玻璃纤维毡。纤维毡是用连续或短切纤维随机放置再利用相应的浆料将其连接起来的一束材料，这种材料使用操作方便，可通过简单的裁剪和铺放来制造简单的预成型体。
c.玻璃纤维单向织物。单向织物是用缝合的方法将平行放置的纤维束连接起来的织物，这种织物可使纤维方向具有很高的强度和模量，并可按照
设计进行铺放，设计灵活性大。
d.玻璃纤维二维纺织物。二维纺织物是由两组或两组以上的纤维纱在织布机上按一定的经纬比例织出的增强材料。
e.玻璃纤维缝合织物。这种织物包括纺织缝合物和非纺织缝合物，纺织缝合织物是用各种二维纺织物铺层在垂直于厚度方向进行缝合而成的织物。非纺织缝合物是将单向纤维按照一定的方向铺放再把他们缝合起来而成的，由于层间的增强，使这类织物材料制备的复合材料具有很高的层间强度和抗冲击能力。另外，非纺织缝合织物纤维铺放时没有皱折，因而纤维强度和模量损失较小。此外，可根据蒙皮、主梁等部件的不同受力情况设计不同的双
轴、三轴、单向织物。
f.其他玻璃纤维形式的原材料。主要包括针织和2-D、3-d编织产品，一般用于叶片的主要受力构件――主梁上。它们主要用于同上述的其他增强形式的原材料组合形成复合或混杂预成型体，以获得需要的力学性能。
（3）常用的叶片玻璃纤维预成型体制造技术
a.“裁剪 铺放”预成型技术。裁剪 铺放是成型预成型体的基本的方法，但并非简单的剪裁和铺放问题，它还需要相应的方法和工装来保证叶片预成型体的纤维的位置和形状。适合裁剪铺放的原材料很多，而且这种方法容易对纤维结构和方向进行控制，性能的可设计性强，所以对于大型叶片来说，这种方法是比较实用的，尽管劳动强度高，生产周期长。纤维喷射技术和模压技术适合小型产品的大批量生产，在 工艺生产叶片中，目前为止，运用得很少。
b、缝合技术。缝合技术是将不同的织物用缝纫的方法制成叶片要求形状的预成型体，或将预成型体零件缝合连接起来成为更复杂的预成型体的技术。蒙皮和主梁分别进行裁剪、铺放和缝合成为预成型体零件，然后再将加强筋预成型体按一定位置缝合成一个完整的壁板预成型体。这种织物可有效降低制造的总体成本。同时层间缝合大大提高了层间强度和抗冲击性能，例如可使复合材料的冲击后压缩强度提高一倍以上。
此外，还有2D编织技术、3D编织技术等新的玻璃纤维增强材料预成型体的生产技术。
（4）选择织物或预成型体时应考虑的重要参数
从力学性能的要求来看，一般希望织物或预成型体具有较高的玻璃纤维体积含量，从而使复合材料具有较高的力学性能，但高的纤维体积含量会增加树脂在预成型体中的流动和浸润过程，从而影响产品的质量，反过来影响制品的力学性能。因此，织物或预成型体结构的选择要综合考虑叶片各部分的性能要求和RTM成型工艺性能，必须在两者之间求得恰当的平衡。选择玻璃纤维织物或预成型体时应考虑的主要工艺因素是：玻璃纤维织物或预成型体的渗透率、可压缩性、操作性和铺敷性。近年来，随着南京玻纤院等一大批玻璃纤维行业新秀的崛起，我国玻璃纤维增强材料在满足RTM工艺性能方面已有了很大的进步，完全能满足日常生产和设计。[-page-]
3、模压工艺生产风力叶片
模压工艺是将一定量的模压料放入对模中，在一定的温度和压力作用下，固化成型制品的一种方法。模压工艺有生产效率高，制品尺寸准确，表面光洁，无需有损制品性能的二次加工，制品外观及尺寸的重复性好，容易实现机械化和自动化等优点。用于叶片的模压料一般为玻璃纤维增强的预浸料、热固性树脂预浸料，通常是树脂呈B阶段的复合材料的中间材料。这种用于生产叶片的优良的半成品为叶片的批量化和巨型化作出了极大的贡献。预浸料在国外运用非常广泛，而且其工艺及装备也发展到了相当成熟的地步。在这方面丹麦的Vestas是一个成功的应用先例。Vestas用于生产大型风力叶片的玻璃纤维增强环氧树脂是一种低温固化预浸料（通常将室温到80摄氏度之间可固化的预浸料叫做低温固化预浸料），在实际叶片生产中，由于叶片的蒙皮、主梁、根部等各个部位的力学性能及工艺的要求各不相同，因而为降低成本，充分发挥各部分的优点，各部分使用各种不同的预浸料制品。通过对预浸料性能的选择，既降低了成本又满足了叶片主要部分的不同要求 。
用于叶片主要部件的预浸料性能数据如表1-5~表1-10。
[-page-] 预浸料的发展正向低温、快速固化的方向发展。预浸料高的纤维含量、操作方便等优点必将使预浸料成为未来生产大型风力叶片及其他大型复合材料制品的选材料。
4、真空法生产大型风力叶片
随着环保意识的增强，复合材料行业的有关挥发物的法规也越来越严格，在这种情况下，传统的开模工艺必将遭到淘汰，于是国外科学家研究成功了各种类型的真空法成型工艺。其中比较典型的有“SCRIMP”（Seeman复合材料树脂浸渍技术）、RIFI（柔性膜树脂浸渍技术）、VARI（真空辅助RTM）以及SPRINT（SP树脂浸渍技术）。这些成型工艺大体都是在真空状态下排除纤维增强体中的气体，利用树脂的流动、渗透，实现对织物的浸渍，并在室温下固化，形成一定树脂/纤维比例的工艺方法。这些工艺大都仅仅需要一个单面的刚性模具，用来铺放纤维增强体；模具只为保证结构型面满足要求，简化了模具制造工序，节省了费用，有的上模为柔性真空袋膜；整个工艺操作过程在室温下进行，无需加热；也只需一个真空压力，无需额外的压力。对于我们生产大型的风力叶片，采用这种工艺，可以有效的降低树脂含量，提高纤维含量，从而提高玻璃钢的强度，减轻叶片重量。并大大降低劳动强度，提高生产效率。当然工艺的发展始终离不开原材料的配套和发展，上述的真空成型工艺绝大部分除技术要求外，主要的还是对增强材料的要求，增强材料要求除能满足要求的强度外，同时要能在树脂流动过程中充当流道的作用。传统的毡、布等玻璃纤维制品已不能满足这种要求，只有复合编织物和缝合织物才能有这样的效果。
国内也有不少单位开始研究和使用这种技术，航空工业制造工程研究所利用与国外合作进行了VARI的深入研究，所成型制件的力学性能如表1-11。
许多技术发展到今天，都是基于实践经验或反反复复的实验才得到的。真空法作为一种降低风力叶片成本的重要方法，已经表现越来越突出。发展和推广真空法成型工艺技术，必将使复合材料得到更大的发展。
