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【技术干货】一文简要了解日本东丽公司碳纤维在航空领域的应用发展史及典型应用

 碳纤复材 2021-10-13


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东丽碳纤维航空领域应用史

1971年东丽公司开始商业生产碳纤维/预浸料;

1975年碳纤维用于波音737飞机次级结构;

1981年碳纤维预浸料用于757/767次级结构;

1982年成立SOFiCAR,在欧洲开始生产碳纤维;

1983年碳纤维用于空客A300的次级结构;

1987年碳纤维用于空客A320的主要结构;

1989年获得波音777初级结构预浸料的供应商资格;

1992年成立TCA,开始在美国生产碳纤维预浸料;

1997年成立CFA,开始在美国生产碳纤维;

2002年碳纤维用于空客A380的一级结构;

2003年开始与波音共同开发787材料;

2006年与波音签署了全面的长期协议;

图1 东丽碳纤维在航空领域的应用发展

2010年与欧洲EADS公司和空客公司签订供应碳纤维预浸料的长期基本供货合同;

2013年购买从事大丝束碳纤维生产和销售的 Zoltek公司的全部股权;

2014年与波音联合研发用于大型客机“777X”等所需碳纤维材料;

2015年与波音公司就777X所需的碳纤维预浸料签定长期供应合同,并将与波音787梦想飞机的协议延长10年;

2019年与波音公司联合开发用于新一代电动飞机的低成本、轻量化的碳纤维复合材料。


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东丽碳纤维在航空领域应用

从东丽碳纤维在航空领域发展史可知,最初碳纤维复合材料主要用于飞机次级结构,次级结构是指承受气动载荷或自身质量力载荷的结构,一般而言次级结构的失效不会影响适航性和飞行安全。

随着东丽碳纤维性能稳定和提升,开始用于航空飞机的主要结构,主要结构一旦失效将会导致飞机发生灾难性事故。东丽碳纤维复合材料在波音767、777、787飞机上逐渐获得应用,而且碳纤维及其复合材料用量也呈现大幅增长趋势(表1及图2所示)。

表1 东丽碳纤维在航空飞机上应用

图2 东丽碳纤维在航空飞机上应用



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东丽不同型号碳纤维在航空领域应用

上世纪70年代初,日本东丽T300级碳纤维研发成功并商品化后率先开展航空领域应用研究,目前航空级T300碳纤维丝束规格从1k-12k。

随后随着东丽碳纤维性能提升,T700、T800等相继研发成功,取代T300在航空领域逐渐获得应用,丝束主要规格如图3所示。

图3 东丽公司航空级碳纤维型号与规格


从表2东丽公司碳纤维在波音飞机上应用,可以详细了解不同型号碳纤维在飞机结构中应用及使用比例。在1995年波音777飞机中采用的T800H型碳纤维,而到了2008年B787时大量采用T800S。

表2 东丽公司不同型号碳纤维在波音飞机应用

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