俄罗斯研究碳纤维制造飞机零部件

　　生意社4月2日讯　用碳纤维织物制造复合材料，将这种复合材料用于汽车、飞机、舰船等行业的零部件，可以减轻重量、提高零部件的强力和耐磨性，这是一项具有发展前景的事业。碳纤维织物制造航空工业复合材料零部件，其发展是沿用Resin Transfer Moulding技术(简称RTM技术)。

　　俄罗斯从上世纪八十年代起，由莫斯科国立设计和工艺大学、国家航空工艺研究院股份公司等单位，用RTM技术成功研制了“暴风雪”号轨道飞船的热防护罩和飞船外缘板。近年两单位合作，将碳纤维织物转向民用飞机零部件的研发，主要课题从三方面进行：

　　1、制造涡轮喷气式双回路发动机的排风叶片。用碳纤维和玻璃纤维，织成多层不同厚度、具有弯曲度的织物，通过经纱和纬纱成网时角度的变化(纱线扭曲角度23°）使织物拥有一定的弯曲度，多层弯曲的织物组合起来，形成叶片整体的弯曲度，而且在叶片根部，呈一个特殊的“垂直的粗根基部”，这个部位便于叶片往轴上安装。此法比原来把叶片分成两截制造省事，并提高叶片预制件在浸渍时的稳定性。叶片曲面，对应叶片安装轴的角度：O°±45°，90°。O°占叶片面积60-80%，±45°占10-20%，90°占10-20%。使用自动化三维空间设计，将织物裁剪组合制成高精度叶片预制件，放入真空袋保存(为了保证其中各成分的精确性)。以后的工序是把叶片预制件放进压模中，进行一定温度和压力的浸渍过程。这种碳纤维和玻璃纤维用RTM技术制造的发动机排风叶片，经无损伤检测后，在俄罗斯中央航空流体动力学研究院进行实验。

　　2、研制整块无缝织物、三维条子增强的发动机叶片。用地形学方法设定和再现叶片的弯曲形状，研究在叶片的立体空间内，条子的放置和编织，研究条子的定向编织层。用不复杂的设备编织整块叶片，原始数据送到设计室，分析今后生产应用的可行性。

　　3、研制碳纤维和玻璃纤维织物增强的飞机舷窗框。民用喷气飞机两侧机身有很多圆形舷窗，其他国家工艺制造的舷窗框，共同的不足是窗框有接链，这样会降低窗框的强力。研究课题是碳纤维和玻璃纤维，采用对角线编织，织成筒状织物，包覆增强窗框强力。由于窗框横截面为T型，因此筒状织物也要有尺寸变化，以适应窗框形状，做到包覆之后，窗框外表面无皱褶、无接缝。此项研究引起俄罗斯五个主要航空工业企业的关注，目前莫斯科国立设计和工艺大学和俄罗斯国家航空工艺研究院股份公司正在购置和改进设备，准备试生产。

　　两研究单位与企业共同进行科研和设计——实验工作，研制结果证明，用碳纤维和玻璃纤维代替航空工业的贵金属虽有一定的难度，但零件重量可减轻30-50%，成本可下降二分之一到三分之一。另外碳纤维在破损时变成较软的材料，比较安全，不会产生金属样的危险碎片。