第一千三百七十七章 三维编织复合材料
目录：腾飞我的航空时代| 作者：安溪柚| 类别：其他类型
话音未落，庄建业拿起台面上的一个部件儿，补充着说道：“当然，我们能把LYJ—18导弹的动能拦截器成本控制在800万人民币，也得易于DL—520和DL—527这两套三维编织机的投产使用……”
说着，庄建业便借着这个机会向现场的各位部队首长和领导们介绍起面前的两套三维编织机。
其中由三个圆形结构组成的三维编织机型号为DL—520，每个圆形周围分布有2400个碳纤维纱锭，可以在程序控制下生产航空器当中的圆形舷窗、短结构桁梁；航天器当中的结构桁梁、支架、托架等部件。
由两个方形矩阵组成的三维编织机的型号为DL—527，每个方形矩阵可以根据不同需求增加和减少内部的纱锭，目前5号车间所使用的房型矩阵中，分别安装了5000个纱锭，也正因为如此DL—527能够生产更大的组件。
比如说航空器当中不但能够生产蒙皮框架、龙骨梁框架、异型框架等重要的承重结构部件，而且还能承担诸如起落架、直升机柔性梁、桨毂中央的主结构件等核心结构部件。
至于航天器方面的应用就更不用说了，就拿LYJ—18导弹的动能拦截器来说，动能拦截器的壳体，内部燃料箱的外币，小型火箭矢量发动机尾喷口、连接器和支撑环，高灵敏红外探测器的支撑盘，激光通信接收器的支架都是由DL—527制造出来的。
然而无论是DL—520还是DL—527，所生产的都是同一种东西，那便是三维编制复合材料。
也被称为真正的第二代复合材料。
是的，你没看错，目前世界上所谓的T300、T500、T700这些碳纤维复合材料满打满算也不过是第一代复合材料的进化版本，远称不上第二代复合材料。
原因很简单，那就是这些复合材料的制备方法都是平面贴敷的，无论是用树脂材料连接高温固化，还是用自动铺丝机按照模具层层缠绕，这类复合材料的根子都是分层的。
而这种分层话的处理就带来一个无法克服的弊端，那便是在特定方向上的比强度和比模量并不能达到令人满意的效果的同时；分层化的结构也导致在高温环境下复合材料容易发生氧化脱层的现象，从而影响整个飞行器的安全性。
正因为如此，尽管T300、T500、T700这些碳纤维复合材料已经诞生二十多年，以此为基础的各类金属基复合材料也很成熟，但在航空、航天领域这些复合材料依旧无法成为主结构桁梁、龙骨框架梁、起落架、耐高温耐热部件的主要原因。
因为分层铺贴结构根本无法令复合材料达到传统金属的一致性和紧密型，至于高温耐热部件就更不用说了，氧化脱层现象根本无法克服。
早年中国腾飞承担的反舰弹道导弹再入弹头的碳\碳复合材料就是因为这个原因导致数次试验失败。
本非碳\碳复合材料无法抵御高温灼烧，而是层层铺贴的工艺中环氧树脂的分子结构在高温作用下彻底失效，导致铺贴层剥离脱落，最后直接烧穿整个弹头。
想要解决这个问题有两条路径，一个是加强化工研发投入，开发出能够抵御2500摄氏度高温的新型环氧树脂材料，用于克服高超音速下再入弹头表面的超级高温。
另一个则是直接越过复杂的第一代复合材料工艺，进军第二代复合材料，彻底屏弃层层铺贴式的复合材料制造的传统工艺，用一种打破传统的方式，将复合材料纤维在相互缠绕下把想要制造的预制件直接做出来，从而形成三维立体式的全新复合材料。
相较于第一代的层层铺贴式的复合材料，第二代三维立体式复合材料的好处可就太多了，最重要的一点便是这种复合材料能够将碳纤维优异的性能完全发挥出来，能够做到全方向上都有着十分优秀的比强度和比模量，也正因为如此，第二代三维立体式复合材料完全满足飞机主承力结构的质量要求，从而可以大量替代金属，成为飞机减重的主要推手。
除此之外，三维立体式复合材料对于耐高温同样表现出优异的性能，最高可以承受2387摄氏度的高温，基于此三维立体式复合材料可以被广泛的应用于航空发动机燃烧室，涡轮叶片基座、尾喷口；以及航天领域的发动机尾喷口、连接器以及耐高温弹头壳体等重要的耐热领域。
同样是碳纤维制品，居然有着如此本质的不同，并且由此划分出两个代差，这让外人看起来有些不可思议，但对内行人来说就不难理解了。
这就好比是建房子，一层层的用砖头粘贴在结实，也没有在内部搭建各种结构、框架、桁梁和阻尼器来的牢固。
三维立体式复合材料便属于后者这种复杂的结构，即利用纤维的韧性和可塑性，通过复杂的阵列排布将一系列复杂的结构编织其中，从而形成牢固的预制件儿。
这种方法说起来简单，仿佛只要懂得织布机原理就能够伸手试一试。
然而事实远非想象那么简单，若是懂得织布机原理就能够制造出生产第二代复合材料的三维编织机的话，那身为纺织大国的新德里、孟加拉、埃及和缅甸就应该跻身发达国家行列，而不是只能在低端苦哈哈的盼着西方老爷赏饭吃的。
实际上整个世界范围掌握第二代复合材料技术的国家只有一个，那就是美国，他们从70年代中期开始这方面的研究，到了八十年代中期取得初步成果，随即由美国大西洋机械设备公司实现实用化，并迅速在美国国家航空航天局、波音、洛马等研究机构和航空巨头中铺开，从而令美国航空航天制造水平迅速与世界平均值拉开一个较大的距离。
话不夸张的说，美国的国家导弹防御系统、战区导弹防御系统、隐身作战飞机、新一代战略运输机，隐身战略轰炸机能够完成研制并迅速服役，离不开第二代复合材料的广泛应用，而这也成为美国航空霸权的重要标志。
而如今，随着中国腾飞相关设备的投入使用，从某种程度上来讲，也等于是获得了这类航空霸权的入场券！
说着，庄建业便借着这个机会向现场的各位部队首长和领导们介绍起面前的两套三维编织机。
其中由三个圆形结构组成的三维编织机型号为DL—520，每个圆形周围分布有2400个碳纤维纱锭，可以在程序控制下生产航空器当中的圆形舷窗、短结构桁梁；航天器当中的结构桁梁、支架、托架等部件。
由两个方形矩阵组成的三维编织机的型号为DL—527，每个方形矩阵可以根据不同需求增加和减少内部的纱锭，目前5号车间所使用的房型矩阵中，分别安装了5000个纱锭，也正因为如此DL—527能够生产更大的组件。
比如说航空器当中不但能够生产蒙皮框架、龙骨梁框架、异型框架等重要的承重结构部件，而且还能承担诸如起落架、直升机柔性梁、桨毂中央的主结构件等核心结构部件。
至于航天器方面的应用就更不用说了，就拿LYJ—18导弹的动能拦截器来说，动能拦截器的壳体，内部燃料箱的外币，小型火箭矢量发动机尾喷口、连接器和支撑环，高灵敏红外探测器的支撑盘，激光通信接收器的支架都是由DL—527制造出来的。
然而无论是DL—520还是DL—527，所生产的都是同一种东西，那便是三维编制复合材料。
也被称为真正的第二代复合材料。
是的，你没看错，目前世界上所谓的T300、T500、T700这些碳纤维复合材料满打满算也不过是第一代复合材料的进化版本，远称不上第二代复合材料。
原因很简单，那就是这些复合材料的制备方法都是平面贴敷的，无论是用树脂材料连接高温固化，还是用自动铺丝机按照模具层层缠绕，这类复合材料的根子都是分层的。
而这种分层话的处理就带来一个无法克服的弊端，那便是在特定方向上的比强度和比模量并不能达到令人满意的效果的同时；分层化的结构也导致在高温环境下复合材料容易发生氧化脱层的现象，从而影响整个飞行器的安全性。
正因为如此，尽管T300、T500、T700这些碳纤维复合材料已经诞生二十多年，以此为基础的各类金属基复合材料也很成熟，但在航空、航天领域这些复合材料依旧无法成为主结构桁梁、龙骨框架梁、起落架、耐高温耐热部件的主要原因。
因为分层铺贴结构根本无法令复合材料达到传统金属的一致性和紧密型，至于高温耐热部件就更不用说了，氧化脱层现象根本无法克服。
早年中国腾飞承担的反舰弹道导弹再入弹头的碳\碳复合材料就是因为这个原因导致数次试验失败。
本非碳\碳复合材料无法抵御高温灼烧，而是层层铺贴的工艺中环氧树脂的分子结构在高温作用下彻底失效，导致铺贴层剥离脱落，最后直接烧穿整个弹头。
想要解决这个问题有两条路径，一个是加强化工研发投入，开发出能够抵御2500摄氏度高温的新型环氧树脂材料，用于克服高超音速下再入弹头表面的超级高温。
另一个则是直接越过复杂的第一代复合材料工艺，进军第二代复合材料，彻底屏弃层层铺贴式的复合材料制造的传统工艺，用一种打破传统的方式，将复合材料纤维在相互缠绕下把想要制造的预制件直接做出来，从而形成三维立体式的全新复合材料。
相较于第一代的层层铺贴式的复合材料，第二代三维立体式复合材料的好处可就太多了，最重要的一点便是这种复合材料能够将碳纤维优异的性能完全发挥出来，能够做到全方向上都有着十分优秀的比强度和比模量，也正因为如此，第二代三维立体式复合材料完全满足飞机主承力结构的质量要求，从而可以大量替代金属，成为飞机减重的主要推手。
除此之外，三维立体式复合材料对于耐高温同样表现出优异的性能，最高可以承受2387摄氏度的高温，基于此三维立体式复合材料可以被广泛的应用于航空发动机燃烧室，涡轮叶片基座、尾喷口；以及航天领域的发动机尾喷口、连接器以及耐高温弹头壳体等重要的耐热领域。
同样是碳纤维制品，居然有着如此本质的不同，并且由此划分出两个代差，这让外人看起来有些不可思议，但对内行人来说就不难理解了。
这就好比是建房子，一层层的用砖头粘贴在结实，也没有在内部搭建各种结构、框架、桁梁和阻尼器来的牢固。
三维立体式复合材料便属于后者这种复杂的结构，即利用纤维的韧性和可塑性，通过复杂的阵列排布将一系列复杂的结构编织其中，从而形成牢固的预制件儿。
这种方法说起来简单，仿佛只要懂得织布机原理就能够伸手试一试。
然而事实远非想象那么简单，若是懂得织布机原理就能够制造出生产第二代复合材料的三维编织机的话，那身为纺织大国的新德里、孟加拉、埃及和缅甸就应该跻身发达国家行列，而不是只能在低端苦哈哈的盼着西方老爷赏饭吃的。
实际上整个世界范围掌握第二代复合材料技术的国家只有一个，那就是美国，他们从70年代中期开始这方面的研究，到了八十年代中期取得初步成果，随即由美国大西洋机械设备公司实现实用化，并迅速在美国国家航空航天局、波音、洛马等研究机构和航空巨头中铺开，从而令美国航空航天制造水平迅速与世界平均值拉开一个较大的距离。
话不夸张的说，美国的国家导弹防御系统、战区导弹防御系统、隐身作战飞机、新一代战略运输机，隐身战略轰炸机能够完成研制并迅速服役，离不开第二代复合材料的广泛应用，而这也成为美国航空霸权的重要标志。
而如今，随着中国腾飞相关设备的投入使用，从某种程度上来讲，也等于是获得了这类航空霸权的入场券！
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