近年來，隨著我國低空空域的逐漸開發(fā)，通用航空業(yè)迅速發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料憑借密度小、比強(qiáng)度與比模量高、耐高溫性能好、耐疲勞性與耐磨性能好等優(yōu)勢(shì)，在通用航空器的設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域獲得廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。
隨著碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)和制作工藝的快速發(fā)展，通用航空領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料由于具有質(zhì)輕高強(qiáng)、比模量高等力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，在新型飛行器的設(shè)計(jì)也開始越來越多的被采用。
在美國塞斯納飛機(jī)公司的400 Corvalis TT型飛機(jī)和毫克比奇飛機(jī)公司的“首相I”型高級(jí)公務(wù)機(jī)的整體機(jī)身均由碳纖維復(fù)合材料打造，如翼梁、機(jī)身梁、水平安定面以及其他承受高載荷的結(jié)構(gòu)件均由碳纖維復(fù)合材料制成。其中，機(jī)身和翼面蒙皮采用了碳纖維復(fù)合材料夾層設(shè)計(jì)，表面的碳纖維蒙皮可以根據(jù)特定的載荷分布進(jìn)行優(yōu)化，并且可以增加在門窗框架周圍的碳纖維厚度提高強(qiáng)度。
近年來，無人機(jī)以其經(jīng)濟(jì)性、安全性和易操作等特點(diǎn)，在通用航空領(lǐng)域被越來越廣泛的應(yīng)用。如防震減災(zāi)、氣象探測(cè)、交通監(jiān)管、邊防巡邏和國土資源監(jiān)測(cè)等方面，無人機(jī)都發(fā)揮著重要的作用。
中小型無人機(jī)上使用的碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括夾層結(jié)構(gòu)、層壓板結(jié)構(gòu)與管材結(jié)構(gòu)。機(jī)身梁和尾撐桿主要采用層壓板或者纏繞管結(jié)構(gòu)，機(jī)體的結(jié)構(gòu)蒙皮主要采用碳纖維面板的蜂窩夾層或者泡沫夾層結(jié)構(gòu)。我國首款新能源無人機(jī)“雷鳥”的機(jī)身和機(jī)翼也完全采用碳纖維復(fù)合材料制成。
近年來，飛艇又因其留空時(shí)間長(zhǎng)，載重量大、污染小，對(duì)起降場(chǎng)地要求低等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為航空領(lǐng)域研究的一大熱門。為了減輕飛艇的自重，提高載重，飛艇結(jié)構(gòu)骨架、起落架吊艙等部件的設(shè)計(jì)和制造中都采用了碳纖維復(fù)合材料。
隨著通用航空技術(shù)的快速發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料在通用航空器結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)制造中的地位越來越重要，因此，未來碳纖維復(fù)合材料大型構(gòu)件的輕量化設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)、低成本制造技術(shù)以及快速成型技術(shù)等會(huì)成為促進(jìn)我國通用航空器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵。
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