民机复材认证成本、时间
复合材料结构由纤维、基体及其制造和与其他部件连接的方式定义。因此,为了认证飞机的复合材料部件,监管机构必须要求在严格的规范和工艺下管理所有影响复合材料强度和安全性的因素。所有这些都需要成为经过认证的材料系统的一部分,该系统涵盖纤维、基质和生产方法这三个组成部分。

图1. 经拉伸和压缩直至失效的碳纤维复合材料测试试片。
复合材料系统
空客与波音公司已开发并认证了一套碳纤维复合材料系统,其中所有组件和工艺均受到严格规范。如图1所示,整套规范、程序及测试结果已提交监管机构,并被认可为原始设备制造商(OEM)飞机结构生产的可靠且安全的方法。
目前空客A350和波音787认证的材料系统是基于预浸带(环氧树脂预浸单向纤维带)和热压罐固化工艺的低速率、高质量系统。这些系统不适用于下一代窄体飞机,因为后者必须达到A350和787生产速率的10倍。
因此,空客和波音公司都在为新一代飞机研发新型、更高效率的材料系统。例如,空客已投入超过15年时间开发“未来机翼”的复合材料系统,该系统采用干纤维、树脂注入和烘箱固化工艺,其效率较A350材料系统提升10倍。空客将与欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)合作,耗时超过五年对新材料系统进行认证,期间将开展超过10,000项测试,其中大部分测试使用图1所示的复合材料试片进行。
开发和认证一种新型复合材料系统是一项巨大的工程。这是因为与金属合金相比,复合材料更为复杂,其测试量约为金属合金的四倍。对于缺乏开发、认证和维护复合材料系统能力的制造商而言,市场上有公开可用的材料系统。
The NCAMP(国家先进材料性能中心)
威奇托州立大学国家航空研究所在其国家先进材料性能中心(NCAMP,National Center for Advanced Materials Performance)设立了一个公共认证材料系统网站。该中心与联邦航空管理局及行业合作,对材料系统进行认证并构建共享材料数据库。您可在此处访问该网站。共享材料数据库中有一种材料系统为Hexcel 8552,它由8552环氧树脂基体与AS4或IM7纤维复合而成。图2展示了8552 AS4材料系统的规格参数。

图2. Hexcel 8552 AS4碳复合材料系统的NCAMP规范
各项规范列出了材料的生产工艺及复合材料的制备方法,并提供了在四种不同气候条件下对测试项目(主要为试样)进行测试的结果,包括强度、模量及泊松比(复合材料受拉时的收缩率),如图3所示。

图3. 试样测试条件(华氏温度)
总计,这五项规范包含450页精确信息,内容涉及如何使用预浸料带设计和制造适当的碳纤维复合材料,该预浸料带需在175°C的 热压罐中加压固化。展示 NCAMP 规范以说明,若通过 NCAMP 无法获得合适的高产量材料体系,小型初创 OEM 企业将陷入困境。例如,电动垂直起降(eVTOL)飞机初创企业均从低产量体系起步,可能均采用 NCAMP 体系。它们的商业计划中列出了每年生产数百架乃至数千架复合材料 eVTOL 机身的目标。要将月产量从几架提升至更高水平,这些企业必须将其复合材料体系更改为高产量体系,或通过 NCAMP 寻找现有体系,或投入时间和资金自行开发并认证体系。问题是,此类努力是否已纳入其项目计划中?
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补充资料

完整的III型材料系统认证(根据CMH-17标准)费用为500万至1500万美元,历时18至36个月—这也解释了过去十年中获得航空航天主要受力结构资格的不足15个新碳纤维系统的原因。
《2026年EASA和FAA复合材料认证》 2026.7.21
感 言
商飞C929是一款飞洲际航线的真正大飞机。因此,项目一开始启动就得考虑取美国FAA和(或)欧盟EASA的适航认证。没有这两证C929就很难飞国际航线,特别是北美和欧洲全球最繁忙的机场。 C929复合材料用量51%。机身、机翼主要受力结构,使用碳纤维环氧预浸料。按FAA和EASA规定做法,预浸料得由商飞、复合材料供应商外的第三方检测并将数据纳入公共数据库。 目前,从网上查到国内近些年刚成立了一家,类似美国NCAMP的第三方检测机构,CNCAMP (通航先进复合材料性能数据中心)。从这个中心的名称来看,他仅承担通用航空飞机的材料检测工作。中心已完成检测用于无人机、通用飞机的恒神EM916中温预浸料。C929用的预浸料谁来检测?用谁家的预浸料? 现国内有5家规模较大的碳纤维生产厂家。按本文介绍的美国第三方检测预浸料的成本、时间,不可能这5家都拿出自己的预浸料进行第三方检测。 用于C929的碳纤维复合材料预浸料,将是最大难路虎之一。
原文,《Bjorn’s Corner: Aircraft structures Part 10: Composite certification 》2026.7.17
杨超凡 2026.11. 1
2026年12月11—12日,第十三届复合材料产业创新趋势发展交流会暨2026复合材料装备工艺及技术展览会将落地山东德州天衢国际会展中心。展会面积6800㎡,汇聚近300家展商、10000人次专业观众,配套50余场技术报告与多家复材工厂参观考察活动,现场还将设近千件复合材料制品展示区,并举办复材网25周年答谢晚宴。诚邀复材行业同仁共话前沿技术、对接产业链资源,携手把握新材料、新工艺、新装备发展机遇,共同推动复合材料产业高质量发展。12月,期待与您在德州相聚,共赴这场年度行业盛会。

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