俄羅斯研究碳纖維制造飛機零部件

　　用碳纖維織物制造復合材料，將這種復合材料用于汽車、飛機、艦船等行業的零部件，可以減輕重量、提高零部件的強力和耐磨性，這是一項具有發展前景的事業。碳纖維織物制造航空工業復合材料零部件，其發展是沿用Resin Transfer Moulding技術(簡稱RTM技術)。

　　俄羅斯從上世紀八十年代起，由莫斯科國立設計和工藝大學、國家航空工藝研究院股份公司等單位，用RTM技術成功研制了“暴風雪”號軌道飛船的熱防護罩和飛船外緣板。近年兩單位合作，將碳纖維織物轉向民用飛機零部件的研發，主要課題從三方面進行：

　　1、制造渦輪噴氣式雙回路發動機的排風葉片。用碳纖維和玻璃纖維，織成多層不同厚度、具有彎曲度的織物，通過經紗和緯紗成網時角度的變化(紗線扭曲角度23°)使織物擁有一定的彎曲度，多層彎曲的織物組合起來，形成葉片整體的彎曲度，而且在葉片根部，呈一個特殊的“垂直的粗根基部”，這個部位便于葉片往軸上安裝。此法比原來把葉片分成兩截制造省事，并提高葉片預制件在浸漬時的穩定性。葉片曲面，對應葉片安裝軸的角度：O°±45°，90°。O°占葉片面積60-80%，±45°占10-20%，90°占10-20%。使用自動化三維空間設計，將織物裁剪組合制成高精度葉片預制件，放入真空袋保存(為了保證其中各成分的精確性)。以后的工序是把葉片預制件放進壓模中，進行一定溫度和壓力的浸漬過程。這種碳纖維和玻璃纖維用RTM技術制造的發動機排風葉片，經無損傷檢測后，在俄羅斯中央航空流體動力學研究院進行實驗。

　　2、研制整塊無縫織物、三維條子增強的發動機葉片。用地形學方法設定和再現葉片的彎曲形狀，研究在葉片的立體空間內，條子的放置和編織，研究條子的定向編織層。用不復雜的設備編織整塊葉片，原始數據送到設計室，分析今后生產應用的可行性。

　　3、研制碳纖維和玻璃纖維織物增強的飛機舷窗框。民用噴氣飛機兩側機身有很多圓形舷窗，其他國家工藝制造的舷窗框，共同的不足是窗框有接鏈，這樣會降低窗框的強力。研究課題是碳纖維和玻璃纖維，采用對角線編織，織成筒狀織物，包覆增強窗框強力。由于窗框橫截面為T型，因此筒狀織物也要有尺寸變化，以適應窗框形狀，做到包覆之后，窗框外表面無皺褶、無接縫。此項研究引起俄羅斯五個主要航空工業企業的關注，目前莫斯科國立設計和工藝大學和俄羅斯國家航空工藝研究院股份公司正在購置和改進設備，準備試生產。

　　兩研究單位與企業共同進行科研和設計——實驗工作，研制結果證明，用碳纖維和玻璃纖維代替航空工業的貴金屬雖有一定的難度，但零件重量可減輕30-50%，成本可下降二分之一到三分之一。另外碳纖維在破損時變成較軟的材料，比較安全，不會產生金屬樣的危險碎片。