３大飞机复合材料结构制造技术
（Ｉ）先进拉挤技术‘ＡＤＰ） 衡条，长桁和地板粱一类复台村料构件采Ｊ｛】下ｆ铺覆绶苹根低．但…Ｊ。Ｒ ０较小又小适ｊ＋采｝ｌ】自动铀 放技术，姬¨Ｉ拉挤技术难以保障儿质量。ｌ ｌ夺ＪＡＭＣＯ公・ｄ研发ｒＡＤＰ技术．采川睢向和舒ｌ物顸蛙科Ｍ破连 续拉挤成型制造壤娄构件。ＡＤＰ采Ｊ¨航空缓预浸料、１：衙认证．精确挖搁ｌ。艺他孔献聿小ｒＩ％，纤维禽讯 达到６５％，忧于标准热胍罐制件性能。 （２）自动缝台与ＲＦＩ技术 对ｆ受山均匀的夫型薄媲构件．如陬山腑隔板．粟ｆＩＩＲＦ［技术”ｒ以人幅度降低成术。采川织物并进 步缝合提高Ｚ向强度．Ａ３８０和Ｂ７８７郜采ｊｆＪ ｒ州｜ｉｊ｜的Ｊ：艺（罔５）
令州
图６缝合工艺－与ＲｒＭ制件１１ｌ （４）自动铺放技术 自动钠放技术包括自动钠丝和自动钠带．共同特点是使Ｊ甜航空城预浸料．数字化、自动化制造．自动 铺丝技术主要爿Ｊ于机身等大曲率部件成型．自动铺蜒技术在Ｐｒｅｍｉｅｒ Ｉ的成功成Ｉ｝｜为大型飞机随Ｊ｛Ｊ奠定ｒ 峰实的基础．Ａ３８０飞机开始在尾段采Ｊ＂自动铺蝗技术．而Ｂ７８７±部机身采ＪＨ自动铺蛙技术爿１５体制造；分别 山＿；１ｉ＝同承包商分段制造、在蝤雅图ＢｏｅｉｎＥＪ：Ｊｒ组裂（图７）。 自动铺带技术』二要用于机冥醚扳等小曲率部件成型．如罔８所示。 自动铺｛＊技术的咒种应圳是制造翼１１１．先整体铺艘甲板．然后采川热成型工艺形成翼粱后ｍ同化。
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ｏｆＳｔｉｆｆｅｎｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｅｒｆｏｎｎａｎｃｔ
ｏｆ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．１９９５，４（２）
Ｄｅｓｉｇｎ，Ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄ
大飞机复合材料结构制造技术
作者： 作者单位： 李建龙， 肖军， 孟凡颢， 陈锦龙， 李勇 李建龙(香港科技大学先进复合材料技术研究中心,广州市 511485;南京航空航天大学材料科 学与技术学院,南京市 210016)， 肖军,李勇(南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京 市 210016)， 孟凡颢,陈锦龙(香港科技大学先进复合材料技术研究中心,广州市 511485)
ａｌｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ａｂｌ＇Ｏ鑫ｄ，ｓｏｆｔｉｅ ｔｈｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ
ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎ ａｌｌｕｓｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｔ ｈｏｍｅ ｆｏｒｗａｒｄ。
ａｒｅ胖ｌ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒｕｎｋ ｌｉｎｅｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ
大飞机复合材料结构制造技术
李建龙１＇２肖军２孟凡颢１陈锦龙１李勇２
（１香港科技大学鬼进麓☆掌才科技术研究中心，．ｒ‘州前５１１４８５；２瘫褒航空航天大学 材糕科举每技术学院。南京市２１００１６）
播差；ｌ基波露７８７等干线客饥为背髓，筒饔介绍ｒ １５机篮合材料结构捌逡的教攫与现－锻；针对隧惠辨研究成瑙墁妖， 褪出了鞠美建议。 美键褥：审线骞桩；筮仑辩科绥翰：澜遗技术
８８１大型飞机复台材料用量１１＂４Ｉ 丁堆础。７８７飞机复合材料刖最高逃５０％，飞机结构最量人人减轻．远行成率也人幅’Ｆ降、碰公坐数比其他 同炎飞机低Ｉ㈣．燃油消丰Ｅ比其他同类飞机低２０％、舱修时问［［１５００，Ｊ，ｔ对掘商到１０００，Ｊｑ甘、检修率型低３０％。 Ｂ７８７的缸舟材料技术集－ｆ１体现在： （”新复合材料体系：采用．ｒ＇Ｔ８００８１增韧的Ｔｏｔ“ｙ
生产敏率提高３３倍。
自动铀放技术的艇Ｊ硅超弊是采Ｊ｛Ｊ多头々机快建成型，实现ｉ岛敏率。
嚼盈皤藕
田７机身自动铺丝技术
田８各樊自动铺带复合材料构件”州
４关于大型飞机复合材料结构研究开发的建议
我国人飞机工程已经盘项．井明确分为人型客机和人型运输机．复合村料规划Ｊ１】量初期噩逃到１５％． 后婀将随莆材料与设计制造技术的成熟逐步扩大．最终的Ｅ限可能接近甚至超过现有７８７飞机的复台材辩 １１｜最水平。作为夫飞机关键技术之一的复合材料技术储蔷相当旺乏：首先是碳纤维尚未国产化．复合材料 隔内如柯多年卸ｆ宄和应用，但尚未形成体系．材抖的许用值确定远术达到国外先进水平，涮造技术在自动 化方珈起步眭晚、尚未形成成熟的Ｉ业技术。 建议： （１）视极开腱碳纤维国产化及其复台村料技术研究．立足于现有碳纤维基础．通过综合技术，尤其 是预浸料拄术提高复合材料的综台性能．满足实际使用要求．锺俗的讲“用一般纤维研制出高性能复合村 料”； （２＞鉴于村科的适航性盟求．在耐ｆ制扔娟大力开｝睡制造技术聊ｆ究．保证初期Ｈｊ经过适航认证的进口 ｆｔ料制造ｍ成本叮以接受的复合材料构件： ｆ３）＿人力推进自动化制造技术研究．包括ＡＤＰ技术、ＡＴＰ技术和ＡＦＰ技术．装蔷技术、材料工业技 术，＿ＩＣＡＤＣＡＭ技术井举，‘ＩⅦ『进入啦圳： （４）歼肫综合设计ａｍ进技术研究．形成技术舰范，思路如圈９．
１复合材料优势及冀在飞橇应用的发展怒势
先进复含树辩其有重爨轻、离强度、满模蹙、缭翰功能一体誊匕和设计制造…体他、易于成型太燮稠髂 簿优点，在飞行器中超若非常爨缨豹搀用，复合材料羽爨已经成为飞飘先进性的熏妥技术捂椽乏一；围外 囱＋扛擞纪８０鞯代的Ｆ．１８筚机器始，先进的歼赘机全部蘩羽复会材料辘冀，麻髓琵始巍桃囊｝：犬爨采用先进 赞裔材料，占结构熏壤ｆｆ＇Ｊ２５％＇～５０％。如第圈代枫中的Ｆ－２２复禽豺料占结构夔鬃的２４％，法圈Ｒａｆａｌｅ占４０％， 瑙典－ＪＡＳ３９占３０％，欧铡嚣髓∞Ｏ鼷大卡４０％，Ｆ３５接避５０％。隧着石油价格一皇涨大型飞桃逐渐采用复食李才料 绩鞫，近年复合材料技术的成熟偻其用量大锅攀升，如图ｌ所示。专家指出，飞秽§用树正出锅合金时代向复 螽材誊誊时代迈进、先进飞机的复会糕料增避起点将跫５０％。
３９００ ａｎｄ ＣＹＣＯｔＩ
９７７等树Ｊ｜；ｉ．可以用预浸料成型
（预浸料包括雌向琐柽料和织物预浸料）、ＲＦＩ成型等．为增加雕火性飞机内饰件应用ｒ纳米技术．增韧 蠕的复合利树许ｆＨ值人凡提高．托抗冲斋损伤性能町以与金属媲美． （２）破汁方法与优化ｔ １：承力结构以加筋蚺体罐扳为ｔ．接体制造使加筋鲇构的优势充分发挥，１； 仪回避ｒ复合材料连接弱点．而且碱少连接曾｝同件。球管复台村抖齄体涮进存在翘曲的风险．大Ｒ寸加舫 畦扳令人盖注的是娃翘曲州题．任何毡胁存在都会ＩＩ＝ＩＨⅡ性太人而Ｊ］巳法装配．翘Ｉ“ｌ对制墙与分析都是挑艘， 必铆确｛５｜５结构能够以低成乖方式制造与城配，数字化｛５ｌ汁与仿真技术报鱼ｆ的解抉ｒ这一问题：通过微字样 机呵以实现全印并零｝ｆ｜：件的优化蹬讨．赴计阶段娜可以对制造过程仿真．确保一次制造ｌ｛ｌ合格的制件．精 确分析复台材料零部件公差．台目！分配。台力确定许咐值．采用损伤容限设计可咀使机身一机翼受损后飞 行。利ｌｉ｜ｊ复合村料结构特点．结构功能。体化（如抗借击跹刮、智能结构等等）．先进的协同设计技术使 抖地髓计日日造、应用备种创新性制造技术和全球供应的基础。 （３）制造技术创新：人帚采川自动化制造’ｉ装配技术是保证质量和降低成本的关键．Ｂ７８７采Ｈｊ的犬 最采Ⅲ先进制ｊ盘技术．包括①先进托挤技术（ＡＤＰ）．②自动缝台与ＲＦＩ技术．＠ＲＴＭ技术．④自动铺带技 术、＠自动铺艘技术、＠预钻铆连接技术等等．在实施过程巾ｒ以创新． （ｄ）全球供应：井地设汁制造年盯全球供应是降ｌ氐成乖的重要途径．在Ｂ７８７尤为突出・尤其在研制阶 段采ＨＩ全球供应（网２）．人火雠低丁波齐公・４的研制开发成本．确保了首架ａＳｔＪＬ—Ｆ线的节点进度．但供 应树过火分＿盘过多对供麻链管理提｝Ｉ｛ｒ新的、更高的蔓求．ＪＪ，仃这样才能保证．Ｂ７８７的商业成功・
Ⅵ。
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圈２ ８７８７＝１：要结构部件殛供应商ｔ４．ｓｌ
田３ ＡＤＰ工艺原理
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蝴一日豳 稀～烈熙
ｍ５压力舱隔板ＲＦｌ工艺Ⅲ （３）ＲＴＭ厦其琅制件技术 ＲＴＭ适１：形状较为复抽的删件．井Ⅱ町以｛Ｋ｛ｌ《载荷对纤维讣佰进行醴计。纤维预制件的研究至共最要 研究低Ｊ盘乖预制件｜盎术已摊成为戈谜拽木（网６）。
Ｔｈｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ
Ｔ鼬ｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｔｒｕｎｋ Ｌｉｎｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＬＩ Ｊｉａｎｌｏｎ９１、２
ＸＩＡＯ．１ｕｎ２，ＭＥＮＧ
Ｆａｎｈａ０１，ＣＨＥＮ Ｊｉｎｌｏｎ９１，ＬＩ Ｙｏｎ９２
《１ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ礴１ｉ娩Ｈｏｎｇｋｔｍｇ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｑｆｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
１９８４．ＮＲ（ＹｊＮＡＥ ＳＴ・３Ｓ８．Ｎｏｖｅｍｂｅｒ
ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＩＭＩ．１９９０
Ｍａｇ缸ｉｎｅｓ［Ｊｌ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄＭａｎｕ［＇ａｃｌｕｒｅ
…４ ＡｖｉａｔｉｏｎＷｅｅｋａｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
【５１ Ｓ Ｌｅｅ，Ｆ Ｅｌａｌｄｉ，Ｈ 【６１６
Ｖｉｌｌａｌｏｂｏｓ ａｎｄ Ｒ Ｆ Ｓｃｏｔｔ
作者简介：李建她，劈，媾士・香港懿技大学先进复龠辩辩技术磁究中心主任，扶攀先进鬟禽材料技术姘究，墅缎烈雯ｇ鼬黩；ｂ蟹
２飞机复合材料应用的关键技术
盟合材料能够取代金属大量咐ｆ－飞机结构不仅仅任ｒ蚝轻质高强，蜓薅耍的是其占５于成型大型构件辑ｌ 集成制造ＨＭ。但复合村抖＝Ｉ：；『Ｈ自身的弱点、乩材科早多层次结构、复杂程度近商】：金属，集成捌遗使问题 蛙加复杂化．珈临的挑战包括：增韧【１５【性技术、蕞ｒ优化设计‘１ ｒⅡ制造性的ｉｉ｝计（包括计算帆设计与ｌ：艺 过程模拟等—赦字化设训制墙技术）、低成本制遗技术、垒球供应等。早期的复台村科威肌受到材抖许 Ⅲ１ｒ【低、湿热皿｛应萤、成本高等限制，士爱用于次承力构件．发展较为缓慢．从Ｐ：ｉｍｃｒ Ｉ和Ｂ２研制开始． 人们ｎ－复舟材料驶计、制造‘，装配技术方晰开胜ｒ人嘬研究工作．积嫩了充分的数据和突破了诸多关键技 术．使复合村料能够＿人量Ⅲｊ二生承力结构．包括机煲和机身．秘累ｒ丰富经验；二＃厚的机累为Ｂ７８７的大量 使删复舟村村奠定