中國商飛的專家披露消息稱,ARJ21客機的復合材料應用只占到機體的2%,應用的部位包括方向舵、翼梢小翼、襟翼和整流罩等,使用的碳纖維是T300級,生產(chǎn)工藝是傳統(tǒng)的手工鋪貼、真空袋-熱壓罐成型和多次固化。
 
    制造C919客機時,復合材料的應用已經(jīng)提高到12%,垂尾、平尾、后機身、雷達罩、艙門、副翼、擾流板等部位都使用了復合材料,使用的是T300級和T800級碳纖維,制造方法也升級為自動鋪帶、熱隔膜成型的現(xiàn)代工藝。
 
 國內(nèi)民航客機碳纖維材料使用率逐漸攀高
 
    現(xiàn)代民航客機為了節(jié)省燃油、增加航程,減輕自身的結構重量就成為飛機生產(chǎn)廠家追求的一個重要目標,由于碳纖維的密度只有鋁的3/5,強度又大于鋁合金,碳纖維制成的復合材料成為制造飛機理想的替代材料。碳纖維非常細,一根纖維的直徑為5-7微米,只有一根頭發(fā)絲的十幾分之一,是由聚丙烯氰纖維、粘膠纖維、瀝青纖維等有機纖維在高溫下碳化制得的,碳含量超過92%。碳纖維分為大絲束和小絲束纖維,小絲束纖維生產(chǎn)工藝難度大,生產(chǎn)成本高,主要被用于航空制造領域。
 
    上個世紀80年代時,我國的碳纖維生產(chǎn)設備和工藝都非常落后,無法滿足國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)的需要,國內(nèi)需要的碳纖維主要從美國、日本進口,價格昂貴、供應無法保證。隨著國家在基礎材料研究上的不斷投入,碳纖維的研制被列入國家“863”計劃。
 
    2005年,我國高性能碳纖維工程化投產(chǎn),標志著我國突破了T300級碳纖維的核心技術,成為繼美國、日本之后,第三個量產(chǎn)高性能碳纖維的國家。
 
    2021年,我國已經(jīng)可以量產(chǎn)T300、T700、T800、T1000級碳纖維,年產(chǎn)量6.34萬噸,占全世界產(chǎn)量的30.5%,成為全世界碳纖維產(chǎn)量最高的國家,碳纖維的價格也在中國的競爭下大幅下跌,T700降到原來的1/3,T800和T1000等高性能碳纖維降到原來價格的1/10。
 
    我國碳纖維制造業(yè)的發(fā)展為國產(chǎn)民航客機碳纖維復合材料的應用打下了良好的基礎。正在研發(fā)中心CRC929遠程寬體客機的復合材料應用比例將會超過51%,除除機頭以外的全機身、機翼和尾翼都將使用碳纖維復合材料制造,達到空客A350和波音787的復合材料使用比例,使得CR929成為一架真正達到世界領先制造水平的民航客機。