巴西航空工业将进行热塑性复合材料结构飞行试验

Aviationweek网站2019年11月11日刊文称,飞机结构供应商Triumph Group将与巴西航空工业公司(Embraer)合作对热塑性复合材料主结构进行飞行验证。Triumph Group已开发出一种热塑性升降舵,该舵面通过感应焊接装配而成。

Triumph Group表示,该升降舵结构将由单向碳纤维增强热塑性材料制成,这在业内尚属首次。巴西航空工业公司将把热塑性材料升降舵安装在飞机上进行飞行测试,以证明该技术已准备好从实验室升级到取证和生产。

焊接的热塑性结构消除了孔和紧固件,与传统的热固性复合材料相比,有望将主结构的成本降低20%,重量降低10%。另外,热塑性复合材料还具有更好的抗冲击性和韧性。

此外,湾流(Gulfstream)公司的G650公务机已经采用了GKN Fokker(译者注:2015年,GKN宣布以7.06亿欧元从艾尔资产管理公司手中收购福克技术集团)生产的感应焊接热塑性升降舵、方向舵和地板,新的旗舰机型G700也将采用同样的结构。

热塑性复合材料

碳纤维增强热塑性复合材料是以热塑性树脂为基体,以碳纤维为增强体的复合材料(CFRTP)。热塑性树脂基碳纤维复材和传统的热固性树脂基碳纤维复材在树脂基体、反应类型、材料性能等方面都存在差异。

热塑性树脂基碳纤维复材于加工过程中属于结晶、玻璃化转变,而热固性树脂基碳纤维复材发生的则是交联、固化反应。从工艺难度上看,热塑性碳纤维复材在制备过程中比热固性碳纤维复材更难于浸润,但同时优势也很明显:具有成型周期较短、抗冲击性能较好、可焊接、可实现二次成型、结构设计自由度高等优点。采用碳纤维增强热塑性复合材料制作而成的各种零部件多具有密度小、强度高、韧性比价高、可回收重复利用等优点,在航空航天、军工、高端机械、医疗等领域都有着广泛的应用前景。

碳纤维增强热塑性复合材料常用的树脂基体有:聚醚醚酮PEKK、热塑性聚酰亚胺TPI、聚苯硫醚PPS、聚醚酮酮PEKK等。