Los compuestos de fibra de carbono se pueden utilizar a gran escala en la industria aeroespacial, no solo porque pueden lograr el objetivo de reducir el peso de la aeronave, ahorrar energía y mejorar la capacidad de crucero, sino también porque tienen una gran resistencia física y resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga y otras propiedades físicas y químicas. .
En 2015, la demanda de fibra de carbono en la industria aeroespacial alcanzó las 17.800 toneladas, de las cuales solo el 68% de la demanda de aviones comerciales fue la mayor demanda de fibra de carbono en la industria de la aviación. En combinación con el desarrollo de la fibra de carbono global y la demanda de fibra de carbono en la industria aeroespacial, la demanda en 2020 puede alcanzar las 27,000 toneladas. La demanda de aeronaves militares y aeronaves comerciales fue de 7.010 toneladas en 2011, y aumentó a 14.100 toneladas en 2015, con una tasa de crecimiento anual compuesto promedio del 16,9%. Se espera que la demanda aumente a 19.600 toneladas para 2020, con una tasa de crecimiento compuesto anual promedio de 8.4. %
La demanda de fibra de carbono en la industria aeroespacial proviene principalmente de dos aspectos principales. Uno de ellos es la creciente proporción de materiales compuestos de fibra de carbono utilizados, y el otro son los nuevos pedidos de aviones. Se espera que la demanda de fibra de carbono en el sector aeroespacial alcance las 27,000 toneladas para 2020.
En la aviación civil, los materiales compuestos de fibra de carbono se han aplicado a algunas estructuras secundarias en aeronaves por primera vez desde la década de 1970, tales como carenados, tableros de control y puertas de cabina; el uso de compuestos de fibra de carbono ha entrado gradualmente en el ala durante casi tres décadas. , el fuselaje y otra fuerza grande, gran tamaño de la estructura principal del cojinete.
En la actualidad, los dos aviones de pasajeros más grandes del mundo, Boeing y Airbus, están estructurados con fibra de carbono, con una reducción de peso promedio del 20% y costos de combustible del 20%. Entre ellos, el Boeing 787 y el Airbus A350 son los más llamativos, y el Boeing 787 tiene un compuesto CFRP reforzado con fibra de carbono del 55% del peso. El Airbus A350 utiliza el 53% del peso del CFRP compuesto reforzado con fibra de carbono.
En la aviación militar, los materiales compuestos de fibra de carbono han recibido toda la atención en el hogar y en el extranjero. En la actualidad, los materiales compuestos se han aplicado al rendimiento del fuselaje, el ala principal, la cola vertical, la cola plana y la piel, que ha desempeñado un papel importante en la reducción de peso. Según datos de la Sociedad China para la Investigación de Materiales, el uso de secciones de fuselaje frontal compuesto puede reducir la masa en un 31.5% en comparación con las estructuras metálicas, reducir las piezas en un 61.5% y reducir los sujetadores en un 61.3%. Por ejemplo, Estados Unidos continúa aumentando el uso de compuestos de fibra de carbono en aviones de combate avanzados, desde un 2% para F-15E, un 19% para F-18E, hasta un 24% de compuestos de fibra de carbono para el caza F-22 de cuarta generación.
Además, en los últimos años, los UAV, incluidos los aviones no tripulados de combate (UCAV), se han desarrollado rápidamente. Debido a las características técnicas de bajo costo, peso ligero, alta movilidad, gran sobrecarga, alto sigilo y largo alcance, han decidido reducir el peso. Demanda urgente, la proporción de materiales compuestos es básicamente la más alta entre todos los aviones. El avión de reconocimiento no tripulado de largo recorrido GlobalHawk comparte el 65% de los materiales compuestos, y la cantidad de materiales compuestos UAV avanzados aumenta constantemente. El 90% de los materiales compuestos se utilizan en X-45C, X-47B, "neurona" y "Raytheon". En los últimos años, además de ser ampliamente utilizados para fines militares, los drones se han utilizado cada vez más en campos civiles como patrullas de desastres, monitoreo ambiental, fotografía aérea geodésica y observación meteorológica. A medida que estos aviones forman gradualmente una producción en masa, existen materiales compuestos. La cantidad utilizada en la máquina humana seguirá aumentando.
En el campo aeroespacial, los materiales compuestos de fibra de carbono no solo cumplen los requisitos de la tecnología aeroespacial para reducir la calidad de los materiales estructurales, sino que también cumplen los requisitos de alto módulo específico y alta resistencia específica de los materiales estructurales, con rendimiento y designabilidad funcional. ampliamente utilizado. Además, por cada 1 kilogramo de peso perdido por la nave espacial, el vehículo de lanzamiento se puede reducir en 500 kilogramos. Por lo tanto, los compuestos avanzados de fibra de carbono se usan comúnmente en la industria aeroespacial. La calidad de la estructura del satélite en los Estados Unidos y Europa es inferior al 10% del peso total. La razón es que los materiales compuestos de alto rendimiento son ampliamente utilizados. En la actualidad, los sistemas satelitales de comunicación por microondas, los sistemas de energía y diversos componentes estructurales de soporte han logrado básicamente materiales compuestos. En términos de vehículos de lanzamiento y misiles estratégicos, los compuestos de fibra de carbono han sido bien aplicados y desarrollados por su excelente desempeño. Se han utilizado con éxito en los cohetes portadores "Pegasus" y "Delta", "Trident" II (D5). Modelos como misiles "Gnome"; Los misiles MX de misiles estratégicos de EE. UU. Y los misiles rusos de misiles estratégicos "Baiyang" M utilizan lanzadores avanzados de material compuesto.
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