东丽碳纤维在航空领域的应用

1 东丽碳纤维在航空领域应用发展史

1971年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。

2 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

在美国波音787飞机上复合材料用量已经达到50%（图3），与传统型飞机相比，由于碳纤维复合材料的应用使得飞机机体重量由60吨降至48吨（图4），在大量应用碳纤维复合材料保证飞机安全性的同时，随着飞机自身重量大幅下降，使得飞机经济性大幅提升。

图3 东丽碳纤维在波音787飞机上的应用

图4 大量采用CFRP飞机与传统飞机对比

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