TOP57某企业国产碳纤维复合材料及其在飞行器上应用技术高技术产业化示范工程项目可行性研究报告投资建议书.doc文档免费在线阅读

国产碳纤维性能不断提高，表面微特性不断改变，影响复合材料微结构有效控制。

国产碳纤维研制与国外碳纤维发展样，是个逐步成熟过程。

随着国产碳纤维研究深入，性能提高，其表面物理化学性质上浆剂等也会不断改变，这会影响研究结果重复性，从而给复合材料微结构控制带来定难度。

针对可能存在上述问题，本项目组首先以种级国产碳纤维为突破口，开展深入基础研究，注重纤维表面微特性量化表征与分析，抓住问题核心，把机制搞清楚，以点带面，特别重点考察纤维主要特征及其影响规律和控制参量，找出普遍规律，力争最大限度减小控制误差。

社会效益分析目前，复合材料在航空航天结构上应用带来突出减重效果和综合性能显著提高，使其成为军用飞机四大结构材料之。

而大型民用飞机正在积极将复合材料应用于主承力结构。

复合材料在军用装备轻质化小型化高性能化中起着至关重要作用。

战斗机和直升机结构上复合材料用量现已成为飞机先进性标志合材料结构，减少材料消耗，零件数目减少，制造工时减少以上。

战斗机机翼采用该技术完成了机翼上下蒙皮叠层工作，外形尺寸约为，并有定曲度，厚度变化为从翼尖变化为翼根，每个机翼蒙皮重量约，节省了制造和装配成本既适于制造机身蒙皮导管等形状复杂制件，也适于制造机翼水平安定面等大尺寸平面构件既可用于热固性树脂基复合材料成形，也可用于热塑性树脂基复合材料成形。

这种工艺用于制造飞机复制造成本，提高了制造质量和效率。

纤维束铺放技术纤维束自动铺放工艺是将预浸丝束或窄预浸料在几乎没有张力情况下，按制件形状铺放纤维束，充分利用材料，无边角废料，节省了原材料适于制造整体件，减少零件数目化管理应用水平高。

从复合材料铺层设计，到加工铺放过程，已形成完整数字化管理和应用流程，有各种专用和通用软件支撑平台。

已逐渐减少传统手工铺叠工艺，转而采用各种自动化铺放或其它自动化成型技术，降低了。

图空客机身材料应用图空客机身材料应用总体来说，国外复合材料专业发展无论是原材料还是制造技术均已达到相当高水平，正在向着低成本自动化和高性能方向发展。

表现在如下几个方面生产过程中数字尾机身地板梁和后承压框等。

而在研发中最后决定复合材料用量为，超过了水平。

军用运输机复合材料用量也达到了。

欧洲计划和计划主要为发展大型飞机复合材料机身服务，目标减重，降低成本量最大客机。

整机材料了大量复合材料，大大减轻了飞机重量，减少了油耗和排放，降低了营运成本。

飞机约由有高级减重材料制造，其中碳纤维增强复合材料，主要应用在中央翼复合材料用量吨，减重吨外翼垂尾平司年代中期开始投入复合材料在飞机上应用研究工作。

年生产方向舵，有效减重。

年开始研制垂尾，年研制成功，有效减重。

还应用了热塑性复合材料机翼前缘。

目前研制生产空中泰坦尼克是全球载客维复合材料成功地替代铝金属材料，有效地降低了飞机重量，使得波音将比现在飞机节省燃油，而且在维护花费上也可以节省。

可见碳纤维及其复合材料在军民机上起着重要作用。

图波音结构件用材料分布图欧洲空中客车工业公是波音机体结构半左右都使用了更轻更坚固碳纤维复合材料制作，是全球第款以碳纤维复合材料为主体材料民用喷气式客机，其复合材料用铝合金钢复合材料钛钛铝合金复合材料钢量占总重量，图为波音材料分布图。

碳纤构重，到这个重量比猛增长到，而到了复合材料用量占整个结构重量比又翻了倍达到了，四代机更是增加到了。

在民机方面，以波音公司为首航空公司研制生产梦想飞机波音，拥有多项技术创新，其中最引人注目就量采用碳纤维增强先进树脂基复合材料，如，和等都大量地使用了碳纤维复合材料。

运输机复合材料用量占整个结构重。

战斗机复合材料用量占整个结及无人作战飞机复合材料应用比例更高，有些甚至是全复合材料飞机。

据预测，至年，飞机结构上复合材料用量将达到，即复合材料已成为飞机结构首选材料见图。

年年预测图飞机材料用量分配比例美国先进军用飞机大和隐蔽性材料性能可设计性制备灵活性和易加工性等优点，在航空工业得到广泛应用。

目前国外各种飞机，包括战斗机轰炸机运输机民用客机已开始大量应用复合材料，用量已占结构总重以上武装直升机无人机以量将继续保持大幅度增加趋势。

据分析，年世界碳纤维需求年均增长率约而年碳纤维需求年均增长率超过。

预计今后年世界碳纤维市场需求年均增长率约为。

复合材料以其典型轻量特性，卓越比强度比模量，独特耐烧蚀界碳纤维有如下发展趋势产品性能趋向于高性能化价格将大幅度降低航天航空和文体用品领域用量稳定增加，民用工业用量增幅较大，已超过前两者。

特别是随着大丝束碳纤维大规模生产，其价格将不断降低，民用工业用入，特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域，扩大使用量。

国外预测碳纤维除了在航空航天以及体育用品进步应用外，近年内包括土木建筑交通运输汽车能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。

由此可见，当前世界入，特别是在民用方面仍将继续拓宽应用领域，扩大使用量。

国外预测碳纤维除了在航空航天以及体育用品进步应用外，近年内包括土木建筑交通运输汽车能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。

由此可见，当前世界碳纤维有如下发展趋势产品性能趋向于高性能化价格将大幅度降低航天航空和文体用品领域用量稳定增加，民用工业用量增幅较大，已超过前两者。

特别是随着大丝束碳纤维大规模生产，其价格将不断降低，民用工业用量将继续保持大幅度增加趋势。

据分析，年世界碳纤维需求年均增长率约而年碳纤维需求年均增长率超过。

预计今后年世界碳纤维市场需求年均增长率约为。

复合材料以其典型轻量特性，卓越比强度比模量，独特耐烧蚀和隐蔽性材料性能可设计性制备灵活性和易加工性等优点，在航空工业得到广泛应用。

目前国外各种飞机，包括战斗机轰炸机运输机民用客机已开始大量应用复合材料，用量已占结构总重以上武装直升机无人机以及无人作战飞机复合材料应用比例更高，有些甚至是全复合材料飞机。

据预测，至年，飞机结构上复合材料用量将达到，即复合材料已成为飞机结构首选材料见图。

年年预测图飞机材料用量分配比例美国先进军用飞机大量采用碳纤维增强先进树脂基复合材料，如，和等都大量地使用了碳纤维复合材料。

运输机复合材料用量占整个结构重。

战斗机复合材料用量占整个结构重，到这个重量比猛增长到，而到了复合材料用量占整个结构重量比又翻了倍达到了，四代机更是增加到了。

在民机方面，以波音公司为首航空公司研制生产梦想飞机波音，拥有多项技术创新，其中最引人注目就是波音机体结构半左右都使用了更轻更坚固碳纤维复合材料制作，是全球第款以碳纤维复合材料为主体材料民用喷气式客机，其复合材料用铝合金钢复合材料钛钛铝合金复合材料钢量占总重量，图为波音材料分布图。

碳纤维复合材料成功地替代铝金属材料，有效地降低了飞机重量，使得波音将比现在飞机节省燃油，而且在维护花费上也可以节省。

可见碳纤维及其复合材料在军民机上起着重要作用。

图波音结构件用材料分布图欧洲空中客车工业公司年代中期开始投入复合材料在飞机上应用研究工作。

年生产方向舵，有效减重。

年开始研制垂尾，年研制成功，有效减重。

还应用了热塑性复合材料机翼前缘。

目前研制生产空中泰坦尼克是全球载客量最大客机。

整机材料了大量复合材料，大大减轻了飞机重量，减少了油耗和排放，降低了营运成本。

飞机约由有高级减重材料制造，其中碳纤维增强复合材料，主要应用在中央翼复合材料用量吨，减重吨外翼垂尾平尾机身地板梁和后承压框等。

而在研发中最后决定复合材料用量为，超过了水平。

军用运输机复合材料用量也达到了。

欧洲计划和计划主要为发展大型飞机复合材料机身服务，目标减重，降低成本。

图空客机身材料应用图空客机身材料应用总体来说，国外复合材料专业发展无论是原材料还是制造技术均已达到相当高水平，正在向着低成本自动化和高性能方向发展。

表现在如下几个方面生产过程中数字化管理应用水平高。

从复合材料铺层设计，到加工铺放过程，已形成完整数字化管理和应用流程，有各种专用和通用软件支撑平台。

已逐渐减少传统手工铺叠工艺，转而采用各种自动化铺放或其它自动化成型技术，降低了制造成本，提高了制造质量和效率。

纤维束铺放技术纤维束自动铺放工艺是将预浸丝束或窄预浸料在几乎没有张力情况下，按制件形状铺放纤维束，充分利用材料，无边角废料，节省了原材料适于制造整体件，减少零件数目，节省了制造和装配成本既适于制造机身蒙皮导管等形状复杂制件，也适于制造机翼水平安定面等大尺寸平面构件既可用于热固性树脂基复合材料成形，也可用于热塑性树脂基复合材料成形。

这种工艺用于制造飞机复合材料结构，减少材料消耗，零件数目减少，制造工时减少以上。

战斗机机翼采用该技术完成了机翼上下蒙皮叠层工作，外形尺寸约为，并有定曲度，厚度变化为从翼尖变化为翼根，每个机翼蒙皮重量约为公斤，减重。

自动铺带技术可以明显提高生产效率和原材料利用率，提高复合材料制件性能质量稳定性，适宜制造曲率变化不大大型复合材料构件。

有研究表明，手工铺叠复合材料效率为磅小时，而自动铺带技术能达到磅小时手工铺叠复合材料废料量为，而自动铺带技术只有左右。

从上世纪年代起，美国已应用自动铺带机生产了和轰炸机机翼蒙皮轰炸机机翼战斗机机翼波音飞机机翼水平和垂直安定面蒙皮军用运输机水平安定面蒙皮全球鹰大展弦比机翼等构件。

年代后，西欧开始研制生产自动铺带机，如西班牙轴铺带机和法国双工位铺带技术。

在欧洲最早使用自动铺带技术生产复合材料结构，生产了如和水平安定面蒙皮尾翼蒙皮喷气飞机水平和垂直安定面蒙皮水平和垂直安定面蒙皮。

树脂传递模塑技术其优点是不需要制备预浸料，材料成本减少不用热压罐，设备投资少，可连续自动化进行生产，节省工时，减少手工劳动采用预成形体，结构零件数减少，工装模具和装配工作量减少，工艺辅料使用少。

工艺是目前研究和应用热点之，开发了系列经改进工艺，进步提高了工艺速度，改进了制品质量