超大型复合材料机体部件应用技术的新进展_飞机制造技术的新跨越

　第30卷　第3期航　空　学　报

Vol 130No 13　2009年 3月ACTA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA Mar.　2009

收稿日期:2007212212;修订日期:2008204210通讯作者:范玉青E 2mail :fanyq @

文章编号:100026893(2009)0320534210

超大型复合材料机体部件应用技术的新进展

———飞机制造技术的新跨越

范玉青,张丽华

(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京　100191)

N e w Development of Extra Large Composite Aircraft

Components Application T echnology

—Advance of Aircraft Manufacture T echnology

Fan Yuqing ,Zhang Lihua

(School of Mechanical Engineering and Automation ,Beijing University of Aeronautics and

Astronautics ,Beijing 100191,China )

摘　要:从超大型复合材料部件在军/民用飞机上的应用进展入手,重点介绍了复合材料在波音787机体主要结构上的应用,给出了机身复合材料部件应用的特殊性及空客公司对其所持的争议。分析了波音和空客公司在复合材料应用方面的竞争,分别以波音787和空客A380为例介绍了两公司相应的技术策略:机体整体复合材料部件制造技术和大型复合材料壁板组装成机体技术,以及迫于竞争的压力,空客公司新的应对措施,即采用全复合材料机身壁板结构,将复合材料在A3502XWB 上的用量提高到52%。最后总结了复合材料部件设计制造的独特性和复杂性,并得到对中国研制大型飞机的启示。关键词:复合材料;飞机制造;波音787;空客A3502XWB 中图分类号:V261;T H166 文献标识码:A

Abstract :Starting from the evolution of the application of composites to military and civil aircraft ,this article provided a survey of the application of composites in aircraft structures ,especially in the main structure of Boe 2ing 787.The specific issues in applying composites to f uselage components and the dispute between Boeing and Airbus were presented.The competition between Boeing and Airbus in applying composites was analyzed and their respective strategy was discussed using Boeing 787and A380as an example ,which dealt with the manu 2facture technology of monolithic f uselage composite components and the technology of using large 2scale com 2posite panels to assemble a f uselage.The new measures of Airbus in coping with the pressure of competition were presented ,which was using composite paneled f uselage skins and increasing the amount of composites on A3502XWB to 52%.Finally ,the uniqueness and complexity of composite component design and manufacture were summarized ,which could shed light on China ’s development of large 2scale aircraft.K ey w ords :composite materials ;aircraft manufacture ;Boeing 787;Airbus A3502XWB

2007年7月8日,世界航空界的目光聚集在

波音公司,目睹美国飞机制造巨头的首架波音787梦想客机的下线揭幕仪式。由于波音公司在研制波音787客机的过程中,大胆地采用了两大高技术措施:全球数字化协同制造和机体主要结构大规模采用复合材料,机身和机翼外壳几乎都由碳纤维增强复合材料制成。这种飞机和现今同等大小的飞机相比,能够节省燃油20%,在如今燃油价飞涨阶段,这一优点对航空业界有着不言而喻的意义,并且维修成本可节省30%,飞行的

舒适性也有很大提高。因此,国际上各航空公司期望着这一“绿色”客机能给空中旅行带来革命性的变化。这种中等尺寸的波音787客机是波音公司13年来的第1种全新研制的机型,它已展示在300家媒体面前,它不仅牵动着世界航空界的目光和航空旅行者的期待,对波音公司本身来说,也投入了大量资金和心血,实现了基于金属材料机体制造技术向基于复合材料机体制造技术的新跨越,直接涉及到波音与空客公司竞争的成败,关系到波音商用飞机公司的生存前景。对于波音的竞争对手空客公司来说,客机的超大型复合材料部件的制造技术是一个难以逾越的巨大挑战。而对