新亮相的欧洲大型客机空中客车A380大量采用复合材料

  欧洲空中客车A380双层舱大型客机于北京时间1月18日下午在法国西南部城市图卢兹正式亮相,这标志着人类航空历史进入了一个新的里程碑。
法国总统希拉克、德国总理施罗德、英国相布莱尔(专题,图库)和西班牙相萨帕特罗将共同主持A380揭幕典礼。近5000名来宾,包括订购A380的14家客户的席执行官,航空公司的高级管理人员,空中客车公司的股东,供应商和其它相关人士以及各地上千名记者将亲自见证这一航空界盛事。
A380客机大载客量达840人,是上大型的民用客机。该机大量采用复合材料并进一步改进了气动性能,是迄今为止燃油效率高和环保性能佳的民航客机。 与以前的飞机相比,A380更大范围地采用了复合材料,改进了气动性能,采用改进的飞机各系统和电子设备,使之不仅成为迄今为止建造的宽敞的民用飞机,而且是先进的民用飞机,为二十一世纪的前十年树立了标准。
空中客车公司在使用复合材料方面一直走在业界前头。A380也体现了这一创新性传统。飞机约25%由复合材料制造,其中22%为碳纤维增强塑料(CFRP),3%为次用于民用飞机的GLARE纤维―金属板。A380还次采用了复合材料制成的翼盒,这一部件是连接机翼与机身的非常重要的主体结构。此外,A380还次在后压力舱后部的后机身采用了复合材料。除复合材料外,A380还大量采用了先进金属材料,这些材料提供的好处包括操控可靠和易于维护。CFRP在使用中不会因疲劳或腐蚀受损。上部机身外壳采用的GLARE材料也被证明具有极强的抗疲劳和抗腐蚀能力以及极强的防火和防破坏能力。
  例如,基于在现有产品上使用所获得的出色使用经验,空客在A380上扩大了碳纤维增强塑料(CFRP)的使用。A380将是种使用碳纤维翼盒的客机,这比目前先进的铝合金部件减少1.5吨重量。垂尾翼盒和方向舵、水平尾翼和升降舵也采用了统一的CFRP设计。进而,上层机舱地板梁和密封隔框也由CFRP制成,而机翼蒙皮则采用先进铝合金结构。固定的机翼前缘将由热塑性塑料制成,机身内的辅助支撑结构(例如用于支撑内部装饰的结构)也可能采用热塑性塑料。对热塑性塑料的更深层次的应用正在研究之中,如用于水平和垂直尾翼的固定前缘翼肋上。
  大约40%的飞机结构和部件上将使用新一代的碳纤维复合材料和先进的金属材料进行制造。这些材料除比传统材料重量更轻外,还在使用可靠性、可维护性和易修理性上具有明显的优势。
  在进行大量试验后,一种新的轻型和抗性更强的材料也将次应用在民用客机上。A380的上部机身外壳将采用一种铝材和玻璃纤维交替粘合的层制材料制造,名为GLARE。该材料除比铝的密度小10%(重量上轻800千克)外,还被证实在抗疲劳和防火、抗损伤方面性能更出众。试验证明,在这种材料上的一条人造裂纹经过上千次的飞行起落后尺寸几乎没有扩大。新材料的防腐蚀的效果也出人意料地好,层碳纤维涂层比铝涂层能更有效地防止任何渗漏。GLARE虽然使用热粘结的制造工艺,但在修理上可采用与标准铝材相同的方法。
  通过深入地研究、两次试飞以及大量的试验室和模拟器试验,A380工程师成功地将飞机重心后移大约6%。重心的后移再结合增强的电传操纵系统,使垂直尾翼的面积减少约40平方米,重量也随之减少,但仍能保持飞机在飞行中的稳定性。
  以上这些以及以下将要讨论的其他创新技术,使A380净重减少到240吨左右,比采用747技术制造的近似尺寸的飞机要轻10吨~15吨。