乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

新聞焦點

根據Defense world網站2020年11月5日報道,德國議會批准了以54億歐元從空客公司採購38架 Eurofighter EF2000颱風戰鬥機,這些戰鬥機是德國計劃採購的93架歐洲戰鬥機中的第一批,預計在2025年至2030年之間交付。

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

該訂單以專案名稱Quadriga命名,主要涵蓋30架單座和8架雙座歐洲颱風戰機,此次合同的簽訂,也使得德國成為歐洲最大國防計劃中的最大訂購國。Eurofighter是歐洲最大的防禦計劃,英國、西班牙和義大利與德國一起參與其中。除了技術能力外,它還在歐洲提供了100,000多個工作崗位。

對於歐洲颱風戰鬥機而言,2021年將會是重要的一年,除了有望獲得西班牙的訂單以替換其老式F-18之外,瑞士和芬蘭的採購決定也將臨近。瑞士提供的需求與德國Quadriga訂單的配置相對應,該裝置包括世界上最新的電子雷達、面向未來的硬體和軟體以及無限制的多角色能力,可用於打擊空中和地面目標。

據悉,德國之所以選擇歐洲颱風戰鬥機取代美國洛馬公司的F-35戰鬥機,另外一個主要原因是德國希望保留該國飛機、電子系統和武器的智慧財產權。

詳解颱風戰機中的碳纖維複合材料

歐洲颱風戰鬥機採用先進的複合材料製造,從而可以提供低雷達剖面和堅固的機身,飛機表面只有15%採用了金屬材料來進行隱身操作和雷達系統的防護。

颱風戰鬥機在從最初的設計階段就將飛行員包含其中,從而開發故意不穩定的機身,該機身仍然可以有效飛行,尤其是在於既可提供亞音速下的出色機動性,又可提供有效的超音速能力,以支援最廣泛的戰鬥場景。

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

颱風戰鬥機的輕量化設計關鍵是要考慮到複合材料的不穩定性。使用它們意味著機身重量比傳統材料輕30%,提高了航程和效能,同時降低了雷達訊號。颱風戰鬥機剖檢視如下圖所示。

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

歐洲颱風戰鬥機剖檢視

颱風戰鬥機中材料詳細使用比例為:碳纖維複合材料70%、金屬材料15%、玻璃纖維增強塑膠12%、其他材料3%。上述比例為颱風戰鬥機的外表面材料佔比情況,而碳纖維複合材料在臺風戰鬥機中結構佔比約為50%。下圖對比了國外軍用戰鬥機中碳纖維複合材料用量情況。

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

國外軍用戰機中碳纖維複合材料用量

下圖中顯示了碳纖維複合材料、玻璃纖維複合材料和金屬合金在臺風戰鬥機中的典型應用部位,從圖中可以看出包括機翼、前機身及機尾等飛機主要部分均是由碳纖維複合材料加工。

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料

颱風戰鬥機中材料體系及應用情況

目前歐洲颱風戰鬥機採用的碳纖維複合材料大多以美國Hexcel公司的HexPly 8552 環氧預浸料為主。此外,在部分高溫部件採用的先進雙馬來醯亞胺(BMI)以及用在夾層結構中的

HexWeb 蜂窩,據統計Hexcel公司為每駕戰鬥機提供的複合材料超過一噸。

本文來源:碳纖維及其複合材料技術

乾貨 | 詳細解密歐洲颱風戰鬥機中的碳纖維複合材料