碳纖維復(fù)合材料在航模飛機(jī)上的應(yīng)用

楊涔

摘要：隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，推動(dòng)了我們國(guó)家航天航空領(lǐng)域發(fā)展的步伐，然而為了在一定程度上增強(qiáng)飛機(jī)的使用性能，在飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用到碳纖維復(fù)合材料，碳纖維復(fù)合材料雖然具有耐高溫、持久性強(qiáng)等方面的優(yōu)勢(shì)，但是由于碳纖維材料價(jià)格昂貴，我們國(guó)家對(duì)于碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)技術(shù)有限，也在一定程度上制約碳纖維復(fù)合材料發(fā)展的步伐。因此，有關(guān)研發(fā)人員必須要給予高度的重視，采取有效的措施，使得碳纖維復(fù)合材料的航模飛機(jī)領(lǐng)域達(dá)到理想的應(yīng)用效果。本文將通過(guò)對(duì)碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，進(jìn)而碳纖維復(fù)合材料在航模飛機(jī)上的應(yīng)用需求以及我們國(guó)家碳纖維復(fù)合材料發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：碳纖維復(fù)合材料；航模飛機(jī)；應(yīng)用

社會(huì)的發(fā)展，推動(dòng)了航模飛機(jī)發(fā)展的發(fā)展。在航模飛機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用炭纖維復(fù)合材料雖然在性能以及使用壽命上得到了大大的提升，但是由于碳纖維復(fù)合材料價(jià)格相對(duì)比較昂貴，并且受到我們國(guó)家生產(chǎn)技術(shù)等方面制約，使得碳纖維復(fù)合材料發(fā)展步伐呈現(xiàn)出相對(duì)比較緩慢的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，因此，我們國(guó)家必須要加大的碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)力度，使得碳纖維復(fù)合材料得到更好的推廣與使用。

1簡(jiǎn)要介紹碳纖維復(fù)合材料

碳纖維與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成的結(jié)構(gòu)材料簡(jiǎn)稱碳纖維復(fù)合材料。在復(fù)合材料大家族中，纖維增強(qiáng)材料一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。自玻璃纖維與有機(jī)樹(shù)脂復(fù)合的玻璃鋼問(wèn)世以來(lái)，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料相繼研制成功，性能不斷得到改進(jìn)，使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機(jī)。碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，舉例來(lái)說(shuō)耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。

2 碳纖維復(fù)合材料在航模飛機(jī)上的應(yīng)用需求

由于碳纖維復(fù)合材料自身具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在飛機(jī)制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是體積相對(duì)比較小的航模飛機(jī)，碳纖維復(fù)合材料是最佳的選擇。

2.1樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料

碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料作為碳纖維的一種，由于其具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、持久性強(qiáng)、強(qiáng)度大以及質(zhì)量輕等方面的優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。將碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料在模型飛機(jī)的機(jī)體以及機(jī)翼上應(yīng)用，可以使得航模飛機(jī)的質(zhì)量降低40%左右，與普通材料的航模飛機(jī)相比，其在爬行高度方面大大增強(qiáng)，大約是原來(lái)爬升高度的1.8倍。

2.2碳與碳復(fù)合材料的應(yīng)用

碳是碳復(fù)合性材料得到一種增強(qiáng)劑，舉例來(lái)說(shuō)碳布或者碳?xì)?，以該種材料作為主要的增強(qiáng)劑的復(fù)合材料被稱作為碳與碳復(fù)合材料。這種材料主要是以碳元素為主，這種復(fù)合型材料不僅具有良好的熱導(dǎo)性，而且密度相對(duì)比較低。在高溫的條件下，碳與碳復(fù)合材料仍然具有較高的強(qiáng)度，并且其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)比較穩(wěn)定。在航空航天的剎車系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用碳與碳復(fù)合型材料，同時(shí)在機(jī)翼與鼻錐上也應(yīng)用到這種材料。并且碳與碳復(fù)合型材料由于具有的優(yōu)良特征，在民航事業(yè)與軍事事業(yè)上也得到了廣泛的應(yīng)用。

與軍用民用飛機(jī)以及航空航天飛機(jī)相比，航模飛機(jī)在體積上相對(duì)比較小，工作環(huán)境相對(duì)比較好，并且飛行的時(shí)間相對(duì)比較短，將碳與碳復(fù)合材料應(yīng)用到航模飛機(jī)上能夠使其的使用壽命大大提高，同時(shí)還能航模飛機(jī)的領(lǐng)域擴(kuò)展氣溫相對(duì)比較高的惡劣環(huán)境中。

3 我們國(guó)家碳纖維復(fù)合材料發(fā)展的現(xiàn)狀

目前，隨著我們國(guó)家航天航空事業(yè)發(fā)展步伐的不斷加快，對(duì)碳纖維復(fù)合材料的需求量也在與日俱增，同時(shí)對(duì)碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量也提出了更高的要求，使得碳纖維復(fù)合材料逐漸朝著多功能、低成本以及高性能化的方向發(fā)展，但是由于我們國(guó)家對(duì)于碳纖維復(fù)合材料的研究只是出于摸索的階段，并且于玻璃纖維相比，碳纖維應(yīng)用成本相對(duì)比較高，很難得到大范圍的推廣，然而，為了很好的解決這一問(wèn)題，必須要采取新進(jìn)的生產(chǎn)工藝，進(jìn)而降低碳纖維復(fù)合材料的成本，從目前的情況下，碳纖維材料不但價(jià)格未能降低，而且還呈現(xiàn)出上升的發(fā)展態(tài)勢(shì)，因此，有待對(duì)新技術(shù)的研究。

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究表明，每年我們國(guó)家大約需要6500噸的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行各種碳纖維制品的加工與制作，但是，從全世界的范圍上看，碳纖維的產(chǎn)量每年大約只有3.5萬(wàn)噸，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比不難看出，我們國(guó)家每年大約消耗全球五分之一的碳纖維復(fù)合材料。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我們國(guó)家的碳纖維技術(shù)水平相對(duì)比較落后，并且碳纖維復(fù)合材料的產(chǎn)量相對(duì)比較低，缺乏高質(zhì)量的碳纖維復(fù)合產(chǎn)品。除此之外，由于我們國(guó)家沒(méi)有相應(yīng)的碳纖維知識(shí)產(chǎn)權(quán)，因此，我們國(guó)家的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模相對(duì)比較小，并且在生產(chǎn)質(zhì)量上也存在一定的欠缺，若想獲得高質(zhì)量的碳纖維復(fù)合材料只能依靠進(jìn)口，這也在一定程度上增加了碳纖維材料的價(jià)格，制約碳纖維復(fù)合材料在我們國(guó)家各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，基于此，我們國(guó)家的相關(guān)科研人員必須要加大對(duì)碳纖維復(fù)合材料的研發(fā)力度，推進(jìn)我們國(guó)家碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展步伐。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，碳纖維復(fù)合材料在航模飛機(jī)上應(yīng)用具有諸多方面的優(yōu)勢(shì)，碳纖維不僅能夠使得航模飛機(jī)的質(zhì)量得到減輕，而且還能夠在一定程度上增加航模飛機(jī)的強(qiáng)度范圍，以碳纖維復(fù)合材料作為航模飛機(jī)的機(jī)身以及螺旋槳的制作，在增加模型飛機(jī)的強(qiáng)度的同時(shí)，減少航模飛機(jī)的質(zhì)量，使得航模飛機(jī)的體積變小，從而增強(qiáng)了直升機(jī)的爬升高度，延長(zhǎng)了航模的使用時(shí)間，航模飛機(jī)在性能上得到大大的提升。

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