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聚焦·歼-11B战斗机复合材料零件制造过程曝光,顺应战斗机发展趋势

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本文摘要:(由ai生成)

中国歼-11B战斗机即将在沈阳军工厂量产,已完成所有测试。该机采用大量复合材料和钛合金,使机体减重700千克,提升了作战能力。歼-11B的生产工艺得到央视报道,彰显了中国航空工业制造水平的提升。沈飞公司在其他机型上成功应用复合材料,解决了工艺可靠性问题,为歼-11B的量产奠定了基础。

据印媒《欧亚时报》近日的报道称,歼-11B战斗机将在沈阳军工厂迎来量产。而根据此前中航工业集团的公开消息称,这款飞机在12月18日完成了量产所必需的所有飞行测试及科研任务。    

   
   
就在前不久,央视对中国空军主力战机歼-11B及其生产过程和工艺进行了大尺度报道。这是中国媒体首次全方位、近距离向外界展示歼-11B战机。专家表示,歼-11B是中国海空军装备的明星战机,多次出现在重大任务中,中国航空工业也通过这个机型提高了制造水平。歼-11B无论对于空军还是中国航空工业意义都很重大。

1992年,中国从俄罗斯紧急进口了一批苏-27三代重型战机,以应对国防急需,不久后,又决定引进苏-27的生产线和部件,组装生产,这就是歼-11。当然,我们要有自己的国防,我们要有自己的国防工业,不能仅满足于去引进制造,于是,我国在歼-11基础上做了改进,歼-11B应运而生。

航空材料从机身蒙皮、构架,一直到机载设备、发动机,金属、非金属,是一个庞大的家族。当研制对象从二代机升级到三代机时,材料便成了一个异常突出的难题。



启动歼-11B国产化的时候,整个国家的工业部门,还无法制造出适合三代机的复合材料。从材料的先进性,它的性能水平,无论是其强度、耐久性、耐疲劳、寿命、抗腐蚀能力,差距都很大。

三代机对材料的要求很高,可以说材料问题不解决,就设计不出也造不出三代机。歼-11B的大机翼,叫做翼身融合体,它所用到的复合材料,每一处的粘接强度都能够满足不产生缺陷,这就是一个大难题。制造歼-11B使用的复合材料,要将人造物质层层黏合,热压为整体。成败所系,拼的是工艺。

据时任航空工业沈阳所机构部副部长的魏金龙介绍,材料国产化的工作,真正开始应该是1997年、1998年左右,一直进行差不多将近十年左右的时间,才把材料国产化的事做完。

时任北京航空材料研究院总工程师的吴学仁介绍说:“材料的考验很重要的一块是在首飞以前的全机静力试验,和后续的疲劳试验,如果你要是没有到设定的载荷断了,那你这个飞机后边的应用就会成很大的问题。如果你要明显地超过,那就是说你这个飞机设计得不好,你重量太重了,因为你用的材料厚了,尺寸大了,那飞机的效率就低了。”

令人紧张的静力试验,正好在达到设定载荷时,飞机受力部分拉断了。




最终,歼-11B的复合材料和钛合金用量分别达到9%和15%,飞机的机翼、垂直尾翼、水平尾翼等四个主要部件全部换用了复合材料,该材料加工前是软质预浸料外形,有黏性的树脂和排列紧密的碳纤维,通过手工将其层层铺叠粘接处理成型,然后使用热压罐中加高温、高压,让树脂发生交联化学反应,最终形成大分子量的固化后的零件,重量只有铝合金的0.6左右,但是强度和钢度都比铝合金高。歼-11B的机体重量因此减轻了700千克,减重效率达到17%,创造了我国航空材料领域的多个第一。    


但是因为复合材料工艺不过关,长期存在可靠性问题,歼11b的进气道复合材料强度长期不足,只能打上钛合金加强条,困扰了歼-11战斗机很长时间。

现在,沈飞借鉴军机大型复合材料机翼、机身整体壁板工艺技术,已经在C919大型客机垂尾和后机身桶段使用了复合材料制造大型大曲率超长细比纵横加筋整体壁板,建立了大型加筋壁板精准制造工艺体系。

而2.0版FC31战斗机身上大面积使用了复合材料,据说比例已经达到了25%。希望我国的复合材料应用能够更快更好,大大提高我国战斗机的作战能力!

来源:复材网

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来源:碳纤维生产技术
疲劳复合材料化学航空材料工厂试验
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首次发布时间:2024-06-14
最近编辑:8月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
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聚焦·精功科技完成首条千吨级碳纤维生产线国产化

本文摘要:(由ai生成)精功科技成功研发并生产了国产化的2500吨级碳纤维生产线,实现了从设计、制造到安装调试的全流程自主化,打破了国外对碳纤维核心装备的技术封锁。该生产线性能与国际一流装备相当,且更具性价比,显著提升了生产效率和投资效益。此外,精功科技还推出了定制化的小丝束碳纤维生产线,并筹备更多大丝束生产线,以满足市场需求。2020年12月12日,国家主席习近平在气候雄心峰会上宣布,到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。这次重要讲话再次激发了市场对风电、太阳能发电等新能源领域的关注,尤其是风电领域,这不,在短短10天内,国内宣布即将上马的碳纤维项目产能达4.5万吨左右,这是什么概念?截止2020年12月31日,国内碳纤维的有效产能只有约1.7万吨,大量依靠进口。碳纤维作为我国经济发展和国防建设不可或缺的战略性新材料,近几年确实在风力发电、航空航天、体育休闲和轨道交通等领域需求旺盛,今年更是近乎全年处于供不应求的火爆局面。随着装备技术的不断突破和后续应用的不断推广,碳纤维整个产业链从原料到制备,从工艺到产品都开始步入良性循环,彻底摆脱了先前一片亏损的局面,市场上更是涌现出了光威复材、吉林碳谷、中简科技、中复神鹰、吉林精功等业绩卓越型企业。在早期,国内碳纤维生产的短板主要还是停留在原丝和装备两个方面。现如今国内原丝质量有了突飞猛进,能够满足多领域不同等级碳纤维的需求,甚至出口海外。然而,装备方面虽然国内起步较早,但是质量较为参差不齐,距离国际一流还是有一定的差距,尤其是预氧炉、低温碳化炉和高温碳化炉等碳纤维生产线所需之核心热工装备,尽管这些热工装备长期处于欧美日等国家的出口管制下,整个进口流程非常复杂,主流厂家多数依然还是选择从国外进口,这也间接导致近年国内上马的碳纤维项目建设期都非常长,有些甚至前后超过2年,有些甚至停滞。依目前的国际局势,相信国外对我们在核心领域的出口管制会长时间存在,碳纤维装备的自主国产化势在必行。精功科技正是在这样的背景和考量下,在多年光伏长晶炉、烧结炉等热工装备的研发和生产基础上,于2013年成立碳纤维装备分公司,后续又组建了中国纺织机械行业碳纤维装备产品研发中心,专攻高性能碳纤维生产线交钥匙工程和升级改造工程。截止目前,精功科技先后完成1条500吨级碳纤维生产线的升级改造和4条千吨级高性能生产线的交钥匙工程,千吨级生产线(图1图2)经碳纤维评审专家组鉴定,已到“国际先进”水平,并被授予浙江省首台套称号,同时也获得了中国纺织工业联合会科学进步奖。图1 图2 2020年交付的千吨线项目,是精功科技最新推出的2500吨级25K/50K大丝束碳纤维生产线,为吉林精功碳纤维有限公司定制,系国内首条接近全国产化的千吨级别生产线(图3图4),整线除卷绕机外,其余全部由精功科技自主完成设计、制造、安装和调试,包括放丝纱架、原丝机械手、加湿系统、预氧炉、高低温碳化炉、表面电解机、水洗机、干燥机、上浆机、非接触干燥机、热定型机、分丝装置、驱动装置、钢结构平台、张力系统、整线控制系统、安全系统、管道系统、废气处理和余热回收系统、碳丝自动打包系统等。为确保质量可控,精功科技下设精密制造公司,拥有国际先进的智能数控加工中心、智能数控激光切割及焊接生产线、智能数控钣金生产线、智能自动化涂装生产线等机加工装备,整线多数零部件都由自己公司完成加工制作。正是由于整线由精功科技总设计和制造,避免了以往整线拼凑时多个供应商之间的相互干涉和拖延,最终使得生产线于项目启动后9个月内完工并一次性满负荷开车成功,在国产降本的同时,录得同规格生产线史上最短工期,避免了早期调试期间大量碳纤维和原材料的浪费,极大地为用户提升了投资效率和市场效益。该项目不但是2020年国内众多上马的碳纤维项目中启动最晚投产最早的,也是2020年唯一一条实现正常投产的新建生产线。其顺利开车也标志着长期以来国内碳纤维核心装备受制于欧美日等发达国家的困局有了出路,是国内碳纤维装备制造历史沿革中的又一重大里程碑。图3图4 该生产线实际运行速度达16米/分钟, 年可产碳纤维2500吨。在精功科技看来,生产线虽实现了国产化,但是,为杜绝以往常规装备在国产化后性能配置降低等现象,本次国产化的宗旨定为降本节能、提速增“束”,在早前千吨线的基础上做了大幅度升级,并在配置方面坚持与国际一流装备齐平,成功打造出了最具性价比的碳纤维生产线,同规格生产线的投资成本跟早几年相比打了大幅折扣,而产能和运行成本则做了大幅提升。同时,多项创新清理技术的在线应用,延长了生产线单次稳定运行周期,减少了停机率和检修率,尤其是高低温碳化炉单次运行周期在满负荷工况下可达60天。除2500吨级碳纤维生产线外,精功科技也正在根据市场需求推出定制化产线,目前正在建设的1米宽幅1K/3K/6K小丝束碳纤维生产线,其产品应用领域更是高端。除此之外,精功科技目前正在筹备吉林4条大碳化线的建设工作和大丝束预氧炉的定制工作。在服务于国内市场的同时,精功科技也扭转了碳纤维核心装备纯进口的局面,2020年初顺利在韩国完成2000吨级高性能碳纤维生产线配套之预氧炉的交付,其两项关键技术指标(风速均匀性和温度均匀性)均达国际一流水平。本次跨国合作,也为精功科技今后在海外建设碳纤维整线项目打下了坚实的基础。特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。来源:碳纤维生产技术

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