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行业分析

深度:多谢美军事禁运 解放军新型战机用上特殊材料
来源:新浪  2016-08-01 13:46:51
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=3468
  碳纤维因其优异的物理性能而被广泛应用于航空、航天和国防军工等多领域,是火箭、卫星、导弹、战斗机和舰船等尖端武器装备必不可少的战略基础材料。而其制造工艺又十分复杂,是一项集多学科、精细化、高尖端技术于一体的系统工程。
 
  随着当今碳纤维及复合材料广泛应用,规模化生产成为其产业化发展的重大瓶颈。目前只有极少数国家能稳定生产出高性能碳纤维,且核心技术长期掌控在日本和美国企业巨头手中。其中,日本的三家公司(东邦、三菱、东丽)碳纤维生产能力就占世界四分之三,成为业界的“巨无霸”。
 
 
  其中,东丽是全球最大的碳纤维制造商,在四个国家设有碳纤维工厂。目前全球碳纤维总产能约8.4万吨,东丽占其中的近四成。2014年11月,东丽宣布获得美国波音公司价值86亿美元的飞机用碳纤维订单,成为东丽在飞机制造领域接获的最大订单。
 
  据“中国材料研究学会”消息称,国外将复合材料应用在战机机身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位,起到了明显的减重作用,大大提高了抗疲劳、耐腐蚀等性能,数据显示采用复合材料结构的前机身段,可比金属结构减轻质量31.5%,减少零件61.5%,减少紧固件61.3%;复合材料垂直安定面可减轻质量32.24%。中国在最新的直10和直19武装直升机上大量使用碳纤维材料制的机身框架结构、直升机旋翼、机翼蒙皮和直升机尾翼部件。
 
  碳纤维复合材料不但是轻质高强的结构材料,还能有效地吸收雷达波,具有隐身的重要功能。美国已用以制造最新型的隐形轰炸机。B-2隐型轰炸机的机身基材,F-117A隐型飞机的局部也都采用了碳纤维改性的高分子吸波材料。
 
  美国第四代战斗机F22采用了约24%的碳纤维复合材料,从而使该战机具有超高音速巡航、超视距作战、高机动性和隐身等特性。而据外媒报道,F-35战机首飞时间一推再推,其中很重要的一个原因就是超重。为此,洛·马公司采用多达35%的碳纤维复合材料才大幅降低了机体重量。
 
  碳纤维复合材料还应用在战略导弹的弹体和发动机壳体上,可大大减轻重量,提高导弹的射程和突击能力,如美国80年代研制的洲际导弹三级壳体,三叉戟-2导弹、战斧式巡航导弹、大力神-4火箭、法国的阿里安-2火箭改型、日本的M-5火箭等发动机壳体。
 
  外军认为,现代信息化战争既是高技术装备之战,更是高性能材料之战。现代武器装备发展,隐身化、低能耗、高机动性、大载荷等趋势凸显,对碳纤维及复合材料性能要求越来越高。因此研制更高强度、更高模量的碳纤维和与之相匹配的高性能作战系统,已成为军事强国比拼尖端实力的重头戏。美国防部在“面向21世纪国防需求的材料研究”报告中强调,“到2020年,只有复合材料才有潜力使装备获得20-25%的性能提升”。
 
 
  然而,由于其特殊性,碳纤维属于技术密集型和政治敏感的战略资源,以美国为首的西方国家对中国实施了禁运。经过多年自主研发,中国碳纤维行业终于打破了国外技术封锁,取得了初步成果。
 
  2007年以来,国产军用碳纤维材料已经被广泛应用到新型装备领域。歼10的后续批次机型,在雷达罩、前机身、鸭翼、副襟翼、垂尾、平尾、机尾短舱和起落架舱门等各种次承力结构,都批量使用了碳纤维复合材料。
 
  中航沈飞公司研制生产的歼11B、歼11BS以及洪都L-15教练机,都采用了国产军用碳纤维材料制的垂直尾翼部件。我军新一代洲际弹道导弹东风-41和巨浪-2都采用了国产碳纤维材料制的导弹壳体。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=3468