用碳纖維制造“空中綠色客機(jī)”

早前亮相的787測(cè)試版效果圖

2007年美國(guó)波音公司公布了設(shè)計(jì)中的波音787新型環(huán)保飛機(jī)。不久前，日本和美國(guó)聯(lián)合研制的第一架以碳纖維復(fù)合材料制造的大型客機(jī)，終于在日本成田機(jī)場(chǎng)起飛并正式投入客運(yùn)。這輛嶄新的波音787飛機(jī)，機(jī)身重量比傳統(tǒng)的鋁合金制造的同型號(hào)波音客機(jī)減輕了20%，耗費(fèi)的燃油也大大減少，一年下來(lái)其碳排放量更將減少2700噸，因此被譽(yù)為“綠色客機(jī)”。

　　碳纖維早在19世紀(jì)60年代就被研發(fā)，只是直到20世紀(jì)60年代，碳纖維還僅限于用來(lái)制作釣魚竿和高爾夫球棒等低科技含金量的產(chǎn)品，跟航空業(yè)毫不沾邊。因?yàn)樘祭w維的強(qiáng)度雖然相當(dāng)于鐵的10倍，但合成為樹脂材料后，強(qiáng)度卻大打折扣，變得脆弱而容易開裂。

　　日本科學(xué)家經(jīng)過(guò)40年的努力，才成功地對(duì)碳纖維材料加以改進(jìn)，在材料表層添加能吸收沖擊力的樹脂粒子，從而使得材料內(nèi)層沖擊力被大大化解，最終達(dá)到飛機(jī)建造材料的要求。上一代777波音客機(jī)的尾翼等部位，首次使用了10的這種防沖擊的碳纖維復(fù)合材料，性能已相當(dāng)理想。此次制造的波音787客機(jī)，機(jī)身和尾翼幾乎全部用的是這種復(fù)合材料（每平方毫米的材料含有24000根碳纖維），投入的材料總重增加到了35噸。 本文來(lái)自123

　　目前碳纖維已被公認(rèn)為是替代鋁合金制造飛機(jī)的最理想材料。新一代的碳纖維復(fù)合材料最突出性能便是強(qiáng)度大、比重小、質(zhì)量輕，它穩(wěn)定性高，還耐高溫、耐疲勞、耐腐蝕、耐高導(dǎo)，同時(shí)具有可加工性等優(yōu)異屬性。使用碳纖維合成物作飛機(jī)建造材料的好處也體現(xiàn)于：機(jī)身單個(gè)構(gòu)件面積較鋁制構(gòu)件大，使得機(jī)身可以由更少部分組成，減少機(jī)身拼接所需零部件，同時(shí)增加了飛機(jī)的耐用性，大大減少了維護(hù)費(fèi)用。

　　碳纖維復(fù)合材料還將給未來(lái)的超輕節(jié)能型飛機(jī)的外形設(shè)計(jì)帶來(lái)一場(chǎng)革命。比如剛亮相的787飛機(jī)引擎就被安裝在機(jī)翼之上，而不是像傳統(tǒng)飛機(jī)那樣，將機(jī)翼裝在機(jī)翼下或機(jī)身上，這樣飛機(jī)表面比傳統(tǒng)的由鋁片鉚接而成的飛機(jī)表面，變得更為平滑、均勻，高速飛行時(shí)遇到的空氣阻力自然大大減小，時(shí)速也可隨之得以提升。

　　航空業(yè)內(nèi)部素有“得中型機(jī)者得天下”的說(shuō)法。波音787正好是美國(guó)波音公司的“當(dāng)家”中型機(jī)。據(jù)美聯(lián)社報(bào)道，目前波音已經(jīng)從全球47家公司接到677架波音787的訂單，交貨期已經(jīng)安排至2015年。