盘点珠海航展:复合材料在航空航天领域的“高光时刻”

博速说科技前沿 2024-11-22 09:04:38

11月17日,第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海闭幕。本届航展上,1022家企业参展,成交各型飞机1195架,签约总金额达到2856亿元人民币,其中境外展商数相比上届增长104%。

本届航展的另一大亮点就是新材料领域的突出展示。在新材料及应用展区,隐身材料、钛合金材料、碳纤维复合材料等一系列创新材料成为焦点,为观众带来了全新的科技体验。

Part 1

珠海航展上的复材企业

中复神鹰

中复神鹰携旗下重点碳纤维及复材产品出击,展出包括M50X、M55J、M60J级技术新品;以及率先在国内实现量产备受关注的T1100级产品,匹配自研树脂体系的T700、T800级预浸料产品,以真正的性能指标高度和规模化生产能力,展现出对空天发展的强劲助力。

本届展会上,我国自研最大推力500T商用固体火箭发动机展出小鹏汇天“陆地航母”飞行汽车首飞。在这些赚足眼球的应用案例上中复神鹰将材料的作用发挥了至极致轻质、高强优异的耐高温、耐腐蚀、抗疲劳断裂性等优势。可以大幅减轻飞行器机身重量,降低航程成本,在极端的运行环境中更能提升整机的安全性和运载效率,助力未来空天的无限可能。

图源:中复神鹰

江苏恒神

恒神股份在国家科工局打造的4号馆国家航天局高性能纤维与复合材料展区,展示了高性能纤维HF60(T1100级)、HM50E(M40X级)、碳纤维叶栅与复材制件加筋壳体,旨在全面提升飞行器的安全可靠性和运行效率,为国防工业建设作出突出贡献。

2024年被视为“低空经济元年”,恒神股份前瞻布局,抢抓“风口”,深度参与的小鹏汇天“陆地航母”x3在莲洲展区全球首飞成功,以成熟的材料体系和应用方案,全力打造低空经济发展的新高地。同时,恒神股份在莲洲无人机演示区的展台上,展示了其自主研发的高性能碳纤维材料、尖端航空级预浸料、铺丝制件以及一系列的碳纤维制品。

江苏亨睿碳纤维(HRC)

HRC携多款国内首发的轻量化高性能先进复合材料技术成果及创新产品亮相航展,覆盖商用大飞机、低空飞行器等前沿应用领域,多方位综合展示公司从材料开发、零部件量产到回收及再利用连贯互补的一站式技术服务能力,进一步巩固HRC作为碳纤维零部件及机体结构一级合作伙伴的市场地位。

其中,一款复合材料滑橇式起落架成为专业人士关注的焦点。作为一款轻量化的通用型产品,起落架主要面向起飞重量在600至700公斤级的中大型垂直起降航空器,由弓形梁、撬管、金属接头等构成,弓形梁和撬管均为变厚度结构,选用高性能预浸料,采用记忆芯模加外模组合的形式整体成型,比金属起落架减重效果明显,吸能及承载能力更佳。

HRC此次还展示了最新款碳纤维复合材料舱门。该产品最大程度保证产品型面精度,实现研制性产品的高效益制造。另一款碳纤维复合材料垂尾壁板,是HRC为某大型短距起降无人运输机独家打造,满足性能、工艺和质量等多方面需求,实现结构轻质和高效益。

航展期间,HRC与中龙欧飞飞机维修工程有限公司、追梦空天科技(苏州)有限公司达成战略合作协议。HRC将与合作伙伴在设计、制造、装配及市场推广等方面深度合作,助力打造自主创新支撑、兼备国际竞争力的中国低空产业生态。

图源:江苏亨睿碳纤维

安泰复材

本届珠海航展,安泰复材以“乘风时代,加速未来”为主题,围绕“航空航天”和“低空经济”战略新兴领域,携多款自主创新的大尺寸复合材料主承力结构件重磅亮相。

常州启赋安泰复合材料科技有限公司通过收购在中国设立COTESA GmbH在欧洲外的第一个产业基地——科泰思(中国)工厂。该基地于2019年12月正式投产,成为目前除中航工业外,国内唯一通过空客、波音认证的碳纤维研发制造企业。

安泰复材坚持“引进、消化、吸收再提升”的集成创新战略路线,集“研发、设计、制造、检测”于一体,助力国内民机碳纤维复材部件的批产制造。在低空经济领域,安泰复材具备成熟且稳定的飞行器整机结构研制、生产和制造能力,与国内外众多头部eVTOL创新企业提供复合材料整机研发、设计、制造及装配服务,并成功交付国产大载重无人运输机TP500全复材机翼、国产临近空间大型太阳能无人机“QMX50”、TR100大型垂直起降无人运输机、HH-100航空商用无人运输机、W5000大型无人货运机中机身及后机身前段等项目,实现了多款全尺寸工程样机整机交付,全面助力客户打造世界上可持续、可扩展的城市空中交通业务。

常州新创航空

常州新创航空科技有限公司(以下简称“新创航空”)第三次携产品亮相珠海航展,带来了十几件碳纤维复材制件产品和中国商飞自动化产线的电动模型。新创航空隶属于新创碳谷集团有限公司,是一家集航空碳纤维复合材料自动化成型装备、航空复合材料制品研发生产于一体的国家高新技术企业。

围绕航空领域轻量化、低空飞行等关键前沿领域,新创航空今年与翊飞航空科技(北京)有限公司达成战略合作,承接翊飞航空ES1000电动超短距起降大型无人运输机碳纤维复合材料机身生产制造任务,标志着中国企业在电动航空技术领域的又一重大进步。

有研复材

有研复材是国内有色金属复合材料行业的领军者和国家队,更是国防领域关键有色金属材料和重要零部件配套单位。目前在有色金属复合材料领域特别是金属基复合材料领域,公司实现了大规模商业化量产,致力于推动国内金属复合材料工程化和产业化的长期发展。

珠海航展期间,公司共展出了三大类10余种高科技重点产品,包括有色金属功能复合材料、有色金属结构复合材料和特种合金加工制品,广泛应用于航空、航天、兵器、电子、船舶、核工业等领域,诸多特色高科技产品吸引了众多用户驻足参观。有研复材全面展示了公司的主营业务和核心技术,系统展现了在科技创新、科技成果孵化转化方面的丰硕成果,全面凸显了公司的研发实力和产品的核心竞争力。

华秦科技

陕西华秦科技实业股份有限公司以“科技创新、实业报国”为参展主题。公司携众多新产品及技术亮相,其中低频隐身材料、隐身复合材料、电磁屏蔽材料、高性能粉体材料、陶瓷基复合材料、声学超材料、激光超声无损检测系统等二十余型参展展品首次公开展示,参展规模创历史新高。

首次展出的低频隐身材料、隐身复合材料,对性能、可靠性、环境适应性等方面进行了全面升级,性能达到国际先进水平。专为应对严酷环境而设计的电磁屏蔽材料,也是本次航展主要展示的产品之一,该产品实现了电磁屏蔽材料的国产化替代,填补了我国“三航”领域关键材料领域的空白。

子公司上海瑞华晟研发的SiC/SiC陶瓷基复合材料具有耐高温、低密度、高比模、抗氧化等优异性质,是面向航空发动机高温氧化环境长时稳定服役需求的理想结构材料。具有完全自主知识产权的高性能Al2O3/Al2O3复合材料力学性能好、耐高温、抗水氧侵蚀,且极端抗氧化,是一种极富应用前景的航空发动机热端部件材料,具有重要的应用价值。

子公司华秦光声开发的激光超声无损检测系统填补了该领域国产化设备的空白,可以实现对金属、陶瓷、碳基复合材料等关键结构件的健康检测与监测。

Part 2

应用展示

订单井喷C919复合材料占比12%

航展现场,C919卖爆了!C919和C909(ARJ21支线飞机更名而来)一起拿下了百余架订单,全新机型C929的首次亮相更是引发了广泛关注。C919大型客机不仅是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机,更是在材料工业领域掀起了一场前所未有的革命。能够带动新材料、现代制造等领域关键技术的群体突破,还将带动流体力学、固体力学等诸多基础学科的重大进展,全面地、大幅度地提高我国科技水平。C919 大飞机复合材料的使用量占机体结构重量的 12% 左右。

而根据国家战略要求国产C929大飞机制造中复合材料利用率要达到54%。目前C929尚处于初步设计工作阶段,最终的复合材料占比可能会根据设计的不断优化和技术的发展进一步提升。

歼-35A战斗机的新型复合材料

珠海航展上,歼-35A型空军版隐身战斗机首次公开亮相。央视报道指出,歼-35A战斗机的隐身性能在全球范围内位居首位。这一结论的得出并不令人意外,因为歼-35A在充分借鉴歼-20与F-22A优势的基础上,融合了尖端隐身技术和新型材料的应用,大量复合材料的使用进一步减轻了机体的重量并降低了雷达散射面积。这使得歼-35A的综合隐身性能在五代机中处于遥遥领先的地位,堪称战斗机设计的巅峰之作。

相比FC-31战机30%的碳纤维复合材料占比,歼-35A进一步提升了复合材料的使用比例。这种高端材料不仅降低了雷达散射截面积,还减轻了机体重量,大幅提升战机性能。

中国航发陶瓷基复合材料典型件

中国航空发动机集团有限公司(以下简称“中国航发”)携CJ1000A发动机、“太行”发动机、AES100发动机等明星产品亮相,六十余型参展展品中近半数为首次公开展示。

中国航发自主研发了多种先进航空材料和构件,可满足先进航空动力高性能、轻量化、长寿命等多种设计要求。其中,采用先进工艺制备的陶瓷基复合材料涡轮外环,具有低成本、短周期、致密度高特点,可适用于多种航空发动机构件批量化生产。

珠海航展现场,10家重要客户代表与中国航发集中签约,签订1500余台航空发动机的意向采购合同和合作协议,总金额超100亿元。

白鲸航线W5000采用T700碳纤复材

自主研发的全球最大智能货运无人机W5000全球首发,成为展会首日的一大焦点。白鲸航线大型无人货运飞机项目由4位北航校友发起,致力于打造国产自主可控的大型无人货运飞机。

采用传统的涡桨形式设计,翼展22.70米,高度7.51米,机长22.89米,货舱有效容积达65立方米, 是国内载重最大、航程最远、整机安全性最高以及货运效率成本最优的大型货运无人机之一,目前适航已受理,首架机预计2026年下半年实现交付。在材料选用上,采用了T700碳纤维复合材料,该材料强度高且重量轻。其总重约2.1吨,占全机比重约85%,极大减轻了飞机整体重量,提升了载重能力与航程。

小鹏汇天的碳纤机身主体结构和桨叶

小鹏汇天的“陆地航母”分体式飞行汽车备受瞩目。该飞行汽车采用六旋翼双涵道的创新设计,其机身主体结构和桨叶均使用了碳纤维材料,实现了高强度与轻量化的完美结合。此外,270°全景座舱为用户提供了宽广的飞行视野。

万丰钻石DA50碳纤复材机身设计

万丰奥特控股集团以全新姿态登场,尤其是万丰钻石系列飞机,包括备受瞩目的钻石DA50、DA40飞机以及创新的eVTOL机型。其中DA50凭借其流畅的设计与卓越的性能,备受推崇。这款五座单引擎活塞飞机配置有先进的Garmin G1000 NXi航空电子设备,使用碳纤维复合材料机身设计,不仅增强了飞机的强度,也使得质量更轻。其配备的自动驾驶系统,不仅在保障安全方面卓有成效,还提升了飞行的舒适性,使其成为长途飞行的理想选择。

复合碳纤维材料拦截弹

除了低空飞行器,红旗-19动能拦截弹也采用了复合碳纤维材料和N-15B固体推进剂。该拦截弹动力来源于两级火箭发动机,最大射高达到450千米,末端速度超过7.9马赫,最大可承受60G过载,作战范围超过200千米。

Part 3

结语

珠海航展作为航空航天领域的重要盛会,不仅见证了众多企业在复合材料领域的创新成果展示以及各类飞行器、装备等令人瞩目的应用案例,更是成为推动复合材料行业及整个航空航天产业发展的强劲引擎。

从复材企业各具特色的产品与技术呈现,到它们与各方达成的战略合作,再到各类先进装备上复合材料发挥的关键作用,无不彰显出我国在航空航天领域以及复合材料研发应用方面的雄厚实力与蓬勃发展态势。相信在未来,这些成果将继续助力我国乃至全球航空航天事业迈向更高的台阶,创造更多的可能,在探索浩瀚蓝天与无垠宇宙的征程中续写辉煌篇章。(来源:荣格)

文章来源:复合材料体验馆

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