一、戰(zhàn)斗機、轟炸機
國外將復(fù)合材料應(yīng)用在戰(zhàn)機機身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位,起到了明顯的減重作用,大大提高了抗疲勞、耐腐蝕等性能,數(shù)據(jù)顯示采用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的前機身段,可比金屬結(jié)構(gòu)減輕質(zhì)量31.5%,減少零件61.5%,減少緊固件61.3%;復(fù)合材料垂直安定面可減輕質(zhì)量32.24%。F-35閃電II戰(zhàn)斗機,又稱聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機,是一款新式單座,單引擎,超音速隱形戰(zhàn)斗機。具有出色的近距離空中支援,戰(zhàn)術(shù)轟炸和空中優(yōu)勢任務(wù)的能力。F-22的結(jié)構(gòu)重量系數(shù)為27.8%,先進復(fù)合材料的用量已達到25%以上。
圖5.16 F-35幻閃電Ⅱ戰(zhàn)斗機(左)、美國F-22軍用飛機(右)
圖5.17 美國B-2隱身轟炸機(機身基材)
由于碳纖維增強復(fù)合材料不但是輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)材料,還具有隱身的重要功能,如CF/PEEK 或CF/PPS 具有極好的寬峰吸收性能,能有效地吸收雷達波。美國已用來制造最新型的隱形轟炸機。美國的P-22超音速飛機的主要結(jié)構(gòu)就是采用了中等模量的碳纖維增強的特種工程塑料?;糜癐II戰(zhàn)斗機的減速降落傘蓋和彈射的彈射裝置也由這種材料制成。已成功地用于飛機的肋條、蒙皮及一些連接件和緊固件等雷達波的吸收件。戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈殼體、B-2隱型轟炸機的機身基材,F(xiàn)117A隱型飛機的局部也都采用了碳纖維改性的高分子吸波材料。
圖5.18 幻影Ⅲ戰(zhàn)斗機圖 圖5.19 美F117A隱身轟炸機
(減速降落傘蓋和彈射裝置)(肋條及蒙條等)
中國“鶴”式最新制空戰(zhàn)斗機FF-2A 在機身材料運用上,傳統(tǒng)的鋁合金用量只在10%,復(fù)合材料和鈦合金材料各占45%,新型復(fù)合材料的輕質(zhì)量使戰(zhàn)機的整體重量大大減小。
圖5.18 中國“鶴”式最新制空戰(zhàn)斗機
碳纖維復(fù)合材料由于重量輕、輕度高,在新型戰(zhàn)機制造中大量采用,中國 L-15“獵鷹”教練機就大量采用了這種復(fù)合材料中國殲10戰(zhàn)斗機大量采用復(fù)合材料,制作機身部分零件,以降低重量。
圖5.19 中國L-15“獵鷹”教練機 圖5.20 中國殲10 戰(zhàn)斗機
二、導(dǎo)彈
碳纖維復(fù)合材料主要應(yīng)用于導(dǎo)彈彈頭、彈體箭體和發(fā)動機殼體的結(jié)構(gòu)部件上,碳/碳和碳/酚醛是彈頭端頭和發(fā)動機噴管喉襯及耐燒蝕部件等重要防熱材料,在美國侏儒、民兵、三叉戟等戰(zhàn)略導(dǎo)彈上均已成熟應(yīng)用,美國、日本、法國的固體發(fā)動機殼體主要采用碳纖維復(fù)合材料,如美國三叉戟-2導(dǎo)彈、戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈、大力神—4火箭、法國的阿里安—2火箭改型、日本的M-5火箭等發(fā)動機殼體,其中使用量最大的是美國赫克里斯公司生產(chǎn)的抗拉強度為 5.3GPa的IM-7 碳纖維,性能最高的是東麗T-800纖維,抗拉強度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。
圖5.20 法國阿里安娜V 型導(dǎo)彈