薛曉冰 陸志洋

摘? 要:2019年初,國外復合材料原材料制造企業終止向俄羅斯航空復合材料公司供應碳纖維和環氧樹脂,致使其現有庫存材料僅夠制造6架MC-21原型機。同年7月,俄羅斯工貿部長稱MC-21復材機翼將從2020年起不再依賴國外復合材料。俄羅斯國產復材能否滿足MC-21“黑色機翼”的要求存在著不確定性。該文聚焦俄羅斯復材生產企業,通過產品性能比對等方法,逐步剖析俄羅斯的相關機構及能力,判斷俄羅斯的復材能力。
關鍵詞:MC-21? 復合材料? 俄羅斯國產化
中圖分類號:TB30 ? ?文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2019)11(b)-0085-02
1? 事件背景
2019年初,國外復合材料原材料制造企業終止向俄羅斯航空復合材料公司供應碳纖維和環氧樹脂,致使俄羅斯現有庫存材料僅夠制造6架MC-21原型機,導致首批MC-21的量產期限將推遲完成。為應對此次不利的影響,俄國正嘗試采用該國產復合材料生產MC-21的中央翼盒和外翼翼盒。
2? 俄羅斯主要復材制造企業
俄羅斯的復材制造企業主要有從事復材零部件生產的AeroComposit和生產碳纖維、碳纖維編織物和預浸料的Umatex。
2.1 AeroComposit
AeroComposit是一家研究、試驗、生產和銷售聚合物材料和民用航空復合材料制品的公司。公司成立于2008年12月2日,主要構成包括設計中心、技術中心、生產中心(AeroComposit-Ulyanovsk工廠和KAPO-Composit工廠)、復材技術和結構實驗室,如圖1所示。
2.1.1 AeroComposit-Ulyanovsk
AeroComposit-Ulyanovsk是俄羅斯唯一一家使用真空澆鑄法生產復材主承力結構的企業。AeroComposit-Ulyanovsk擁有1.1萬m2的生產廠房,設施主要包括:CORIOLIS碳纖維干絲自動鋪放裝置;M-TORRES龍門式碳纖維干絲自動鋪放自動熱浸中心;TECHNATOM超長復材部件超聲波自動檢測裝置;M-TORRES五坐標聯動超長復材部件機械加工銑床;立式銑床FSS 450MR;五軸聯動高速運轉車銑中心VAR i-800;五軸聯動高速運轉車銑中心VORTEX 815/120-II;立式高速運轉車銑中心FJV-35/60-II;車床Router 6040;熱壓整形機WKP 8000S;CORIOLIS自動鋪絲系統;通用旋床和鉆床;等等。
2.1.2 KAPO-Composit
KAPO-Composit是一家使用高壓方法生產飛機復材結構和零件的公司,成立于2010年8月10日,主要生產設備包括:切割機ZUND G3 L-2500;熱壓器SHOLZ;M-TORRES五坐標聯動車銑中心;CRENO五坐標聯動車銑中心;車床Router 6040;TECHNATOM超聲波自動檢測裝置;不同類型復材部件的超聲波手動檢測裝置;X-光檢測裝置FILL X-RAY;Novateck拋光罐;Novateck噴漆罐;Novateck干燥罐;等等。
2.1.3 復材技術和結構實驗室
復材技術與結構測試實驗室于2011年7月在莫斯科總部成立,主要從事技術和材料的研究工作。
2.2 Umatex
Umatex是ROSATOM集團的子公司,是俄羅斯最大的碳纖維制造商,主要產品包括:標準模量的UMT40/42/45/49碳纖維、高模量的UMT400/430碳纖維等,單向、雙向、多軸等面料的碳纖維編織物等產品,是俄羅斯國內主要承擔復合材料替代計劃的企業,旗下主要包括Alabuga-Frbre LLC和Prepreg-ACM兩個工廠。
2.2.1 Alabuga-Fibre LLC
Alabuga-Fibre LLC于2015年5月正式投入使用,該廠的建成投產對于實施俄羅斯進口替代計劃具有重要意義。該廠設備符合國際標準,碳纖維生產技術由俄羅斯工程師自主研發。該廠的年生產能力超過1400t。該廠產品與國際同類競爭產品在性能和價格方面相當。中國復合材料制造商對該廠的產品非常感興趣,首批UMT品牌碳纖維已于2016年2月銷往中國。
2.2.2 Prepreg-ACM
Prepreg-ACM成立于2009年,于2018年被Umates收購,是俄羅斯最大的聚合物復合材料生產商,該公司生產各種單向織物、雙向織物、多軸織物以及預浸料,其產品用于風能、建筑、汽車、造船、航空航天、醫藥等行業,生產設施位于莫斯科和杜布納。Prepreg-ACM擁有符合相關國際標準的現代化設備,其客戶來自于意大利、德國、匈牙利等。位于德國的倉庫可以在3~4個工作日內向任何歐盟國家或地區交付其所需要的產品。
3? 結語
由于復合材料的性能優勢,可以有效降低飛機重量,提高燃油效率,因此,在商用飛機中的應用比例不斷提高。然而,復合材料領域的技術壁壘高,歐美日等掌控著該領域的核心技術,壟斷著航空復材產業鏈。俄羅斯的復合材料經過多年的發展,取得了顯著的成績,但與歐美日等同類產品相比,性能仍有差距。俄羅斯國產復合材料能否支撐起復材民機項目MC-21的發展,仍有不確定性。
參考文獻
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