详解德国西格里碳素公司的碳纤维产业现状(三):空天领域用碳纤维
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作为德国西格里碳素公司(SGL)产业现状的系列研究分析,前面针对公司发展特色,以及汽车用碳纤维复合材料高速增长进行了详细解析,本文则主要针对SGL公司碳纤维在航空航天领域应用展开介绍。
《详解德国西格里碳素公司的碳纤维产业现状(一):公司发展策略与优势》
《详解德国西格里碳素公司的碳纤维产业现状(二):汽车领域用碳纤维》
《一文带你了解西格里公司碳纤维》
航空航天领域用碳纤维发展趋势
毋庸置疑,无论碳纤维复合材料应用领域如何拓展,航空航天领域始终是其首要应用领域,其应用比例约占碳纤维复合材料应用1/3。
据估计,未来几年航空航天领域用碳纤维复合材料将以年复合增长率8%的速度增长,到2022年该领域用碳纤维复合材料经济体量有望达到170亿美元。
推动航空航天用碳纤维复合材料高速增长的主导因素除了B787、A380以及C919以外,北美Space X、欧洲无人机项目等均在设计中大量选择碳纤维复合材料。
航空航天用碳纤维复合材料发展预测
目前商用飞机机身分为宽机身和窄机身两种,主要区别在于宽机身飞机上有两排通道,而窄机身则为单通道。宽机身客机代表为A350和B787,窄机身客机如A320和B737。
预测到2020年,空客公司宽机身客机月生产量将由目前4架提高到10架,而窄机身客机月生产量将由不足50架提高到60架以上。
与空客公司发展规模相比,波音公司宽机身客机月生产量增幅不大,仅由目前11架提高到12架,但窄机身客机月生产量大幅提高,将由42架提高到58架。
商用飞机快速增长是碳纤维复合材料保持高增长的关键因素,下图展示了从上世纪60年代到2020年,商用飞机发展及其复合材料使用比例情况,以空客、波音客机为主导商用飞机大量采用的碳纤维复合材料。
在商用飞机生产周期上,目前碳纤维复合材料多采用预浸料和热压罐工艺,周期长、成本高,为实现未来月生产量60+架以上,未来航空领域用复合材料工艺将采用经济型、非热压罐工艺,生产周期缩短40%。
目前西格里碳素公司碳纤维产品已经在机身结构如机翼、机身、发动机引擎等获得应用,而在机体内部结构件如座位、地板等获得应用。
碳纤维复合材料的轻质高强结构特性,可以有效降低油耗,因此使其在航空航天领域具有竞争性,而且大型商用飞机计划(如A350,B787)等有力推动了商用飞机CFRP市场强劲增长。
而发射器,无人机等领域快速增长也对碳纤维复合材料提出大量需求,如目前无人机已经细分到专业无人机,临近空间无人机、军用无人机,载人运输无人机等众多领域。
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