2015 夏季期刊

复合材料 - 航空工业

TenCate 材料广泛应用于各种飞机结构构件,包括商用飞机、直升机和通用航空。  TenCate 提供两种截然不同的树脂类复合材料:热塑复合材料和热固复合材料。 目前市场普遍应用的是热固材料,最典型的是环氧树脂。 但是,由于热塑复合材料具有的各种优点,使得热塑材料如今成为最具增长潜力的领域。

通常,复合材料具有强度高和重量轻的特点。 使用复合材料可以减轻重量,从而减少燃油消耗,并且在结构上减轻重量有利于运载更多乘客或货物。 如今部分新型商用飞机(如 Boeing 787 和 Airbus A350)的机身采用了复合材料。  在此应用中使用复合材料可提高乘客的舒适度,因为机舱内部压力更高,因此乘坐环境更舒适。 与金属材料不同,复合材料不会腐蚀,因此这意味着能够减少航空公司的维护工作。 

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Boeing 787(图片: Gail Hanusa)

TenCate 材料可用于不同的飞机结构(机翼、机身、飞行控制面),具体取决于飞机类型。 TenCate 提供的热固复合材料通常是采用玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂,具体取决于应用。 玻璃纤维环氧树脂用于通用航空飞机或无人机的机身和飞行控制面,而碳纤维环氧树脂用于高承载结构零件,比如翼梁和机翼。 TenCate Cetex® 热塑材料通常适于飞机内部应用(座椅、厨房、地板、夹子)。 在 Airbus A380 等商用飞机中,机翼前缘和机身结构中的结构夹和支架均采用热塑复合材料。 


TenCate 复合材料的最新应用包括用于开发通信和导航天线的周边结构(雷达天线罩)。  由于乘客在飞行途中的通信选择增多,对机上联网的需求与日俱增。 这些可以利用热固树脂与玻璃基或石英基合成布料制造。 雷达天线罩通常是飞机结构的一部分;它们用于保护天线和其它无线电传输设备。 雷达天线罩用于保护天线和电子系统,同时允许信号通过。 Boeing 787 机头的雷达天线罩和卫星通信 (“satcom”) 雷达天线罩均采用了 TenCate 材料,前者用于遮护导航和天气雷达设备,后者用于为机上乘客提供互联网和 wifi 连接。  在北美,TenCate 为商用和支线喷气式飞机的雷达天线罩提供市场支持。 军用飞机和无人驾驶机的雷达天线罩也采用这种独特的无碳材料。 

对雷达天线罩的严格要求

用于制造雷达天线罩的材料必须符合严格要求;例如,它们在生产过程中不得受导电颗粒污染。 因为这可能会导致问题和通信故障。 碳纤维或金属颗粒造成的任何污染,即使是非常小的污染,都有可能产生热点并导致雷达天线罩损坏,并降低雷达效率。 因此,TenCate Advanced Composites 在位于摩根希尔(加州)工厂的绝对无尘室中制造这些材料。 TenCate 提供的材料不带电并且未受碳污染,因此非常适用。 高功率雷达信号能够完全不受干扰地通过雷达天线罩传输。 TenCate 为军用雷达天线罩提供的纤维织物主要由石英制成,为纯度达 99.9% 的玻璃材质。 雷达能够以电子方式穿透此材料进行探测,这非常像一个电子窗户。 基于相同的原因,TenCate 材料也用于船载雷达。

内部应用

TenCate 材料广泛用于制造各种飞机内部零件。 例如,在美国西南航空公司的 Boeing 737 飞机上,地板、管道、舱顶行李箱结构、推车、飞机座椅和厨房等均采用了这种材料。 这些应用于飞机内部的材料满足严格的消防要求。 位于美国和英国的 TenCate Advanced Composites 工厂向美国和欧洲的飞机座椅制造商供应复合材料。 

法国公司 Expliseat 利用钛金属和 TenCate 复合材料制造出钛质座椅:该飞机座椅仅重 4 公斤 - 是目前通过碰撞测试的重量最轻的座椅。 在法国巴黎举行的 JEC Composites 2014 展会上,该座椅制造商荣获 JEC 2014 飞机内饰创新大奖。

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