航空航天·国产大飞机C919圆满完成商业航班首飞！盘点C919上的新材料
本文摘要：（由ai生成）
中国东方航空MU9191航班成功完成C919全球首次商业载客飞行，标志着中国民航商业运营国产大飞机的开始。C919广泛采用高性能新材料，特别是T800级高强碳纤维复合材料，提升了飞机性能，降低了重量和成本。此次飞行不仅是中国航空工业的里程碑，还将推动国内航空产业技术水平的持续提升，促进相关学科发展，提高中国制造业整体水平，为大飞机产业链带来巨大市场空间。
5月28日上午10:32，由国产大飞机C919执飞的中国东方航空MU9191航班从上海虹桥机场起飞，2个小时后，于12:31在北京首都机场平稳降落，穿过象征民航最高礼仪的“水门”，顺利完成这一机型全球首次商业载客飞行。当天，近130名首航旅客“抢鲜”感受了C919带来的空中之旅。该航班标志着C919的“研发、制造、取证、投运”全面贯通，中国民航商业运营国产大飞机正式“起步”，中国大飞机的“空中体验”正式走进广大消费者。
新材料，或许是C919最大放异彩的地方。一直以来，航空发展就流传着“一代飞机，一代材料”的说法，形象地概括了采用高性能新材料与提高飞机性能之间的密切联系。一份研报显示，C919所使用的主要材料中，铝合金占比达到65%，钛合金占比9.3%，超高强度钢占比6.9%，复合材料占比11.5%。在中国武术界，有着“内练一身气，外练筋骨皮”的说法。C919大型客机的研发，也诠释了这一思想。它的结构设计完全由中国商飞自主完成，并实现生产制造全国产化。在机体主结构上，设计人员大量使用了世界先进的第三代铝锂合金材料，这在国内尚属首次，大大带动了国内航空材料和制造的发展。铝锂合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点，用它替代常规铝合金材料，能够使飞机构件的密度降低3%，重量减少10%-15%，刚度提高 15%-20%，因此被认为是新一代飞机较为理想的结构材料。C919大型客机是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号。相比T300级材料，T800级材料强度、模量更高，韧性更强，具备更好的抗冲击性，C919上受力较大的部件，如后机身和平垂尾等都使用了T800级碳纤维复合材料。
T300属于第一代民机复合材料，其树脂基体为未增韧的脆性环氧树脂基体，增强纤维为T300碳纤维，其拉伸强度约为3.5GPa，拉伸模量约为230GPa。T300呈现脆性材料性能特征，对冲击载荷引起的分层损伤比较敏感，因此只能用于受力不大的次承力结构。C919上使用的T800材料采用增韧环氧树脂基体，增强纤维为T800碳纤维，拉伸强度和拉伸模量较T300提高50%左右，也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料。
相比碳纤维复合材料，玻璃纤维复合材料的力学性能稍低，但由于碳纤维介电常数较高，会影响雷达工作，C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料。
另外一些受力较小的部件，如襟翼也使用了玻璃纤维复合材料。因为玻璃纤维复合材料成本比碳纤维复合材料低，在受力较小的部件上应用，既可以达到设计要求，又可以降低 制造成本。
C919大型客机舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料，这是一种采用酚醛树脂浸渍的芳纶纸制成的轻质高强非金属仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢设计，具有稳定、轻质的结构和很高的比强度，与泡沫芯材相比，它具有更高的剪切强度，与金属蜂窝相比，它更加耐腐蚀。
同时，芳纶蜂窝材料还具有高韧性、良好的抗疲劳性能和防火性能，是一种比较理想的民机复合材料。
航空发动机作为“航空之花”，可以说是航空技术和工业积累的完整体验。C919的发动机为LEAP-X1C发动机。它采用了18片赛峰公司研制的碳纤维复合材料风扇叶片以及美国通用电气公司研制的陶瓷基复合材料涡轮部件。 芳砜纶简称PSA纤维，由聚砜酰胺组成。其主要特点是优良的电绝缘性和耐热性,此外，阻燃性高,极限氧指数超过30%，耐化学稳定性好,除了几种极性很强的溶剂和浓硫酸之外，在常温下对化学品均具有良好的稳定性。芳砜纶不仅可以制作多种耐高温滤材和高温高压电器中的绝缘材料,而且还可加工成运输工具中的高级阻燃织物等。 据悉，C919机舱内部将首次启用芳砜纶纤维制作椅罩、门帘，将使得飞机减重30公斤以上，每架飞机能够节省超万元成本。
其实飞机轮胎所使用的材料与汽车轮胎基本相同，主要区别则来自飞机轮胎采用了更高强度的橡胶化合物，以至于飞机轮胎能被充气到200磅/平方英寸的气压，这相当于汽车轮胎气压的6倍，C919使用的就是来自米其林的Air X子午线轮胎。 作为“现代工业皇冠上的明珠”的大飞机项目，是一个国家科技水平、制造能力、经济基础和综合国力的集中体现，是衡量一国制造业先进水平的制高点。
发展大飞机，不但能够带动新材料、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，将会全面地、大幅度地提高我国科技水平。
不少航空业内人士均表示，随着国内航空产业技术水平不断提升，大飞机的国产化水平将持续提升，大飞机产业链带动制造业水平整体向高端化奋进，其高附加值的特性会慢慢展现。围绕C919的商用及量产，大飞机产业链整体孕育万亿元空间。
（来源：人民网、央视新闻、复合材料体验馆等）
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