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碳丝为经 树脂为纬 织就“鲲龙”轻盈铠甲

2025-05-21 15:381450
 位于京郊的中国航空工业集团复材的智能化生产线上,一场精密的高分子材料革命正在上演。


  机械滚轴以微米级精度执行着纱线导引、纤维梳理等精密操作,编织着数百万根直径不足发丝十分之一的碳纤维。通过梯度浸渍系统,纳米级树脂材料精准渗透至纤维间隙,经压延机组与离型膜的协同作用,最终形成同时具备轻量化与高性能化的复材预浸料——这正是AG600“鲲龙”赖以轻盈翱翔的“铠甲”。


  每张预浸料都经历了积木式的生长


  在AG600的研制过程中,复材公司承担了机上副翼、方向舵、升降舵、翼身整流罩4类结构6大部件的研制及装配,每架份复材零件483件,其中升降舵的复材部件占比超90%。


  复合材料能成为“铠甲”的重要组成部分,得益于其远超钢铁的高强度、高刚度和低密度特性,在保障结构强度的同时大大减重——约等于5~6人的重量,显著提升了飞机的机动性与燃油效率;共固化成型等工艺突破,使部件结构效率提升15%,疲劳寿命突破10万次循环,全面满足了AG600水陆两栖任务的高强度需求。


  作为复合材料的“塔基”,一张预浸料的厚度通常只有0.1毫米,相当于一张A4纸的薄厚。“长约1000~2000米的预浸料才能满足方向舵的制造需求。”复材公司民用航空事业部部长程文礼说道。根据设计和应用的不同需求,预浸料需要进行层层铺叠,有时铺叠层数高达300多层,经过重重关卡的预浸料成品,形似一块宽带状的“布”。


  面对飞机零部件中大量的复杂曲面结构,复材AG600项目研制团队运用下料机将带状的预浸料精准切割成几毫米的带丝,再通过激光投影定位,实现料片的精准铺设,解决了大曲率异形这一难题。


  千丝万缕的碳纤维最终变为飞机上坚固的零部件,每张预浸料都经历了积木式的生长过程。


  每项成果都来源于阶梯式攀登


  向上生长,是竹节拔高前在泥土中的蓄势,每一寸压力都在雕刻挺拔的脊梁。


  “从多轮实验选材、大量数据评估再到综合设计,在AG600研制过程当中,我们制作了约10000个试验件,测试不同性能指标、验证设计可行性、满足飞机使用要求。”复材公司技术人员毕红艳说道:“不像金属材料在飞机上的应用早已成熟,复材无法取之即用,只能从小做起。”


  “共固化成型技术如今已成为各行业普遍应用的工艺,但在2012年研制时,复合材料薄壁板共固化成型技术应用偏少,没有太多可供借鉴的案例。”回忆起当时对技术的逐步探索,毕红艳记忆犹新。针对项目研发周期紧张、零件数量多等挑战,复材AG600项目研制团队选择以共固化成型技术为核心方案,一次性将两个未成形的零件在高温高压热压罐中同步固化,不仅有效提高了生产效率,还提升了经济性。


  一次次从零开始,聚沙成塔,复材AG600项目研制团队通过自主创新,不断攻克核心技术,构建了完整的国产复材制造体系,为国产民机奠定了复材应用基础。


  事实上,AG600项目研制中积累的技术成果对航空产业的带动作用还在不断显现。


  “乘着低空经济政策的东风,我们一直在完善相关产业布局。目前,我们已与沃兰特、沃飞、峰飞和小鹏等民营企业达成合作共识,后续将对复合材料在eVTOL等飞行器的应用进行进一步探索。”程文礼说道。

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