當前位置: » 行業資訊 » 市場行情 » 綜合分析 » 正文
碳纖維——軍用武器的必爭之地
發布日期:2018-10-11  來源:新材料在線  瀏覽次數:1337
 
   碳纖維具有軍民兩用性,因此,我國軍用高端碳纖維仍有相當一部分依靠進口。近年來,美國愈發有針對性的遏制我國武器裝備的發展,未來不排除會擴大限制出口范圍至具有潛在軍用價值的高端民用工業領域,高端碳纖維國產化需求迫切。同時,隨著我國高強(T700)、高強中模(T800/T1000)和高強高模碳纖維的相關工藝裝備自主設計制造能力提升,軍用高端碳纖維全面國產化條件愈發成熟。我們認為,未來我國軍用高端碳纖維國產化率有望持續提升,軍用碳纖維或成為我國碳纖維生產企業的突破口。
  1、火箭、導彈、衛星領域
  碳纖維復合材料憑借耐燒蝕和輕質高強的特點被廣泛應用于火箭的助推器、防護 罩、發動機罩和導彈殼體、發射筒等結構。洲際導彈一般使用大型液體火箭發動機或固體火箭發動機,且多采用分級式設計,與火箭有許多相似之處。
  衛星的質量每減少lkg,就可使運載火箭減輕500kg。以高強高模碳纖維為增強體的復合材料質輕、尺寸穩定性和導熱性好,廣泛用于衛星承力筒、桁架、夾層面板及電池板支架等關鍵部件。據中國質量新聞網報道,我國2011年發射的嫦娥二號探月衛星定向天線展開臂是由哈爾濱玻璃鋼研究院研發的CFRP復材,總重量僅500余克,較使用鋁合金材質減輕近300克,但承重能力毫不遜色。
  2、航空領域
  碳纖維因其“輕而強”和“輕而硬”的特性,被廣泛應用于戰斗機和直升機的機體、主翼、尾翼、剎車片及蒙皮等部位,起到了明顯的減重作用。據《合成纖維》,目前碳纖維復合材料在部分軍用飛機上的使用量占30-40%,并且碳纖維的使用逐漸從非承力、次承力結構向主承力結構方向發展。
  在戰斗機方面,自20世紀70年代至今,復合材料的應用范圍已從最初的尾翼拓展到機翼、前機身、中機身、整流罩等多個部位。以美軍為例,1969年,F14A復合材料用量僅有1%,而以F-22和F35為代表的第四代戰斗機上復合材料用量達到24%和36%。法國的陣風戰機復合材料用量達到24%;英國的臺風戰機(EF2000)復合材料用量達到40%左右,其中全機表面的70%采用CFRP。碳纖維復合材料在戰機的應用與日俱增。
  在轟炸機方面,碳纖維復合材料在轟炸機中最典型的應用為B-2隱身轟炸機。據《高科技纖維與應用》,B-2轟炸機為了提高隱身性,整機機身除了主梁和發動機機艙采用鈦合金復合材料外,其余部分都采用了碳纖維復合材料。
  在直升機方面,從20世紀60年代開始,直升機上開始逐步使用復合材料。經過幾十年的發展,復合材料在直升機中的應用從最開始的槳葉、旋翼系統,發展到機體結構,用量已占到結構件總質量的35-50%。隨著碳纖維研究與應用的不斷深入,主要材料體系也從最初的玻璃纖維復合材料、芳綸復合材料逐漸發展到碳纖維復合材料。碳纖維復材在旋翼系統和機體結構上的大量使用成為了第三和第四代直升機的重要技術特征,其用量現已成為衡量新一代直升機技術水平的重要標志之一。
  在無人機方面,無人機(UAV)復合材料的使用比例是所有航空器中最高的,美國全球鷹(GlobalHawk)高空長航時無人偵察機復材比例達到65%,X-47B、“神經元”、“雷神”無人機復材比例高達90%。據《揚州時報》2017年5月報道,翼龍II上使用了新揚新材自主研發的碳纖維復合材料。
  3、艦船領域
  碳纖維復合材料應用于船舶上層建筑,可減輕上層建筑的質量,提高安全性能; 用于艦船推進器,可減輕推進器質量,降低油耗、延長使用壽命;用于桅桿、船體結構,可增加整體強度。
  碳纖維復合材料在船體的應用尚在嘗試階段,但在艦船關鍵部件的應用已較為廣 泛。CFRP葉片不僅更輕、更薄,還可改善空泡性能、降低振動、減少燃油消耗。 以色列Deadliest號潛艇、太鼓丸號化學品貨輪上的螺旋槳,班尼蒂游艇推進器 系統均使用碳纖維復合材料。
  4、其他軍用應用領域
  在碳纖維炸彈方面,碳纖維炸彈俗稱石墨炸彈或軟炸彈(Soft Bomb),由經過特殊處理的碳絲制成,每 根碳絲的直徑相當小,可在高空中長時間漂浮。碳絲可進入電子設備內部、冷卻 管道和控制系統的黑匣子,造成電力短路,破壞電廠生產、各種輸變電功能,從而達到破壞以電為能源的軍事指揮及各種武器裝備的目的。
  在減重方面,得益于碳纖維質輕、高強的特點,在保持裝備高強度的條件下減重成為了現實,為裝備的輸送帶來極大的便利。ECS Composites推出一種軍用機架箱,由碳纖維和碳-Kevlar纖維制造,具有超輕質和很高的結構硬度,箱子的質量能夠減輕45%,同時滿足MIL Spec 810F標準。據吉林經開區網站2017年9月2披露,騰祥科技將投資2億元,以建設年產30件彩虹無人機殼體、1000件軍用物資周轉箱、600件高射炮腳架及410件陸軍作戰用腳架等軍工碳纖維復合材料制品生產線。未來各類裝備減重需求給碳纖維復合材料帶來的新增市場空間極為廣闊。
  作者簡介
  孟慶麗,資深碳纖維領域投資人士,專注于碳纖維已經有3年多了,具備宏觀和微觀視角,也和多家優質的企業及行業專家進行交流,并投資過碳纖維產業鏈公司。目前就職于一家投資管理公司,關注領域包括:消費升級、新材料、醫藥健康、TMT。
 
[ 行業資訊搜索 ] [ 加入收藏 ] [ 告訴好友 ] [ 打印本文 ] [ 關閉窗口 ]
電子雜志
《中華人民共和國增值電信業務經營許可證》    編號:魯 B2-20041020號    版權所有  德州博維網絡信息服務有限公司     
熱線:400 9696 921  電話:0534-2666809    傳真:0534-2220102    郵箱:frp@cnfrp.com
 Copyright (c) 2002-2020 CNFRP.COM All Rights Reserved.    本網法律顧問:金延峰律師(手機:13953449218)

  魯公網安備 37140202000173號

關注復材網微信
一个色综合