摘要

复合材料作为新兴材料，知网论文检测具有多种优点，在航空航天范围内得到越来越多的应用。21世纪，复合材料将更具有广阔的应用空间和巨大的前景。研究复合材料是各国的共同课题，国内复合材料仍处于初期应用阶段，制备工艺还不成熟，蜂窝芯作为蜂窝夹层结构的核心部件，是蜂窝夹层结构制造的重点和难点。传统的制造工艺方法会在某些方面影响了我国航空航天工业的发展。本文中对复合材料的特性进行了简要叙述，着重介绍了蜂窝夹芯的制造方法，以及在此基础上对蜂窝夹层结构的成形工艺方法进行说明。最后对其发展趋势做了展望。

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1  引言

   20世纪70年代，复合材料作为新起之秀备受关注，我们可以理解为它是把两种和两种以上在物理及化学方面有不同性质的材料由人工进行复杂的组合而成的新性能材料。它之所以如此受众人追捧，正是 由于它具有一些单质材料无法企及的优越性能^[1]。

“一代材料，一代飞机”^[2]。飞机性能的提高和材料的创新息息相关，复合材料的出现恰逢其时。今天，复合材料作为性能提升空间最大的材料已成为度量一个国家或地区经济和科技实力的象征之一，在社会应用价值上有具有举足轻重的地位。复合材料的优点在于它相较其他材料有更高的强度、刚度，同时有较强的可设计性且易于整体成型。世界范围内都已将其广泛的使用在航空航天领域。从20世纪70年代起至今，我们可看到国外的军机尾翼大量采用复合材料制件。时代在发展，技术也在发展，人们已不满足仅在尾翼应用，还把目光投向了机翼等更重要的部位。其中我们熟知的F/A-18飞机，为我们做了很好的例子，它的机翼就使用复合材料，复合材料的用量高达13%。这不足以抵挡人们探索的脚步，经过大量研究人员的努力，当前世界军机上的复合材料用量再被刷新。向着理想的目标，更进一步。在民机方面，为提高运行效益，不仅仅注重飞机是否能安全飞行，还要极大地减小成本。复合材料的减重效果对其有极大的吸引力。在现代大型民用飞机结构中也越来越多的应用复合材料。2013年第一次成功飞行的A350XWB则采用了52%的复合材料。

复合材料将更多的以自动化的形式进行制造，我国应紧跟时代的步伐，在这方面进行探索^[3]。目前，我国在航空复合材料制造范围内也有傲人的成果，国内已能自主成产多种飞机重要部件。比如说飞机的垂尾、平尾等多种类型。但不足之处在于我国的材料选择、设计效果，及技术能力等多方面的受到限制，与发达国家还相距甚远。我们可以通过对在蜂窝夹层结构的制造工艺的分析，来尝试改善工艺中不足的地方，来填补我国的缺陷。我国已有的工艺现阶段还能满足我国对复合材料的使用需求。但由于技术、设计等多方原因，我国还无法与发达国家比肩，所以我国还需加快进程，尽早筹划，缩短与国外在复合材料件在制造方面的差距。

2  飞机结构简介

复合材料在飞机结构上应用的增长势如破竹，我们必定要顺应潮流发展。为使其更好更快发展我们更要探索飞机结构的更多可能性。将复合材料的优势最大化。飞机结构中更多的选用复合材料已是必然之举。不同的飞机结构部件对复合材料的应用有不同的要求。因此要推动复合材料的发展，了解飞机结构飞机是最基本的必修课。飞机结构是我们熟知的机身、机翼、尾翼、起落装置和动力装置这五大部分。在这些结构或多或少的应用到了复合材料。如机翼、机身、尾翼和雷达罩等部位。下面介绍几种应用较多的部分。

2.1  机翼

机翼是连接在机身上的，是飞机可以飞行的重要保证。为平衡飞机重力，机翼要产生足够的升力。不仅如此，机翼还可以安装一些飞机部件。机翼的典型结构构件如图2-1所示。

   机翼做为保证飞机飞行的重要结构，复合材料也较多地应用于其上。以波音787为例，上蒙皮壁板、下蒙皮壁板、翼梁以及翼肋构成全复合材料的机翼，翼梁为以碳纤维为增强材料的整体形槽结构。机翼整流罩、副翼、襟翼、扰流板等结构采用了碳纤维布材料。

2.2  尾翼

飞机分为水平和垂直两个方向上的尾翼。如下图2-2所示。水平安定面与升降舵相连构成水平尾翼；相同地，垂直安定面与方向舵相连接构成垂直尾翼。飞机要在航向和纵向上保持稳定性就要依靠尾翼的作用。在尾翼结构上也能很好的利用复合材图

2-2  飞机尾翼

料。波音737为我们做了很好的示例。它的水平安定面所采用的翼盒结构为典型的多肋双梁加筋蒙皮结构，如图2-3所示。图中我们可清楚地看到上下蒙皮壁板是通过加筋与层合板共固化而得到的。其中肋的垂直腹板选择用蜂窝夹层结构，这可以很大限度地减少重量。整个翼盒采用机械连接装配，安定面与机身通过耳片连接，升降舵与安定面连接。这种结构中可通过减少翼肋的数量来达到减重的目的。

2.3  机身

机身是飞机的躯干，为机翼、尾翼及起落架还有发动机等部件均固定提供了基础，这些部件相连在一起形成一架完整的飞机，机身可划分成前、中、后三段机身。复合材料机身结构的研制始于20世纪70年代中期，其中以舰载机AV-8B复合材料前机身结构最为典型代表，前机身上部布置的单座舱、下部为电子设备舱。侧壁板为加筋板形式 ，采用共固化成形。某强击机前机身复合材料结构是我国自主研制的第一个复合材料前机身结构。如图2-4所示。结构上分为层合板上壁盒、下壁盒与蜂窝夹层结构纵墙，中间还布置有四个层合板整框。口框由纵梁和隔框凸缘组成，口盖一般为芳纶纸蜂窝夹层板。又如波音B787，机体采用了整体成型的筒形结构，大量使用了复合材料。