L'uso di materiali in fibra di carbonio negli aeromobili per l'aviazione civile domestica è in aumento.
ARJ21 Airlineer
L'applicazione composita dell'Arj21 Airliner rappresenta solo il 2% della cellula. Le parti dell'applicazione includono il timone, le ali alare, i lembi e le carenature.
La fibra di carbonio utilizzata è di grado T300 e il processo di produzione è il tradizionale lay-up manuale, la formazione e la cura del serbatoio a caldo della borsa a vuoto per molte volte.
C919 Airlineer
Nella produzione di aereo di linea C919, l'applicazione di materiali compositi è stata aumentata al 12%. Le parti includono droga, coda piatta, fusoliera posteriore, radome, portelli, alettoni e spoiler.
La fibra di carbonio utilizzata è di grado T300 e grado T800 e il metodo di produzione è stato aggiornato a un moderno processo di lay-up automatico e modanatura a membrana calda.
Vantaggi della fibra di carbonio
I moderni aerei commerciali sono progettati per risparmiare carburante e aumentare la gamma riducendo il proprio peso strutturale. I compositi in fibra di carbonio sono diventati un'alternativa ideale per la costruzione di aeromobili a causa della loro più bassa densità (solo 3/5 di quella dell'alluminio) e una resistenza più elevata rispetto alle leghe di alluminio.
La fibra di carbonio è molto fine, con un diametro della fibra di 5-7 micron, solo un decimo del diametro di un capelli umano. È realizzato con fibre di cianuro di polipropilene, fibre viscose e fibre di asfalto mediante carbonizzazione ad alta temperatura, con un contenuto di carbonio di oltre il 92%.
La fibra di carbonio è divisa in grande fibra di rimorchio e una piccola fibra di rimorchio. Le piccole fibre di rimorchio hanno un processo di produzione più difficile e un costo più elevato, utilizzato principalmente nella produzione aerospaziale.
Sviluppo dell'industria in fibra di carbonio cinese
Negli anni '80, le attrezzature e la tecnologia in fibra di carbonio cinese erano molto arretrate e la domanda interna di fibra di carbonio era soddisfatta principalmente dalle importazioni dagli Stati Uniti e dal Giappone, che erano costose e incerte nell'offerta.
Con continui investimenti nazionali nella ricerca sui materiali di base, lo sviluppo della fibra di carbonio è stato incluso nel programma nazionale "863".
Nel 2005, la Cina ha raggiunto una svolta nella tecnologia principale della fibra di carbonio a livello di T 300-, diventando il paese terzo dopo gli Stati Uniti e il Giappone per produrre in serie in fibra di carbonio ad alte prestazioni.
Entro il 2021, la Cina fu in grado di produrre in serie T300, T700, T800 e Fibra di carbonio a livello T1000 con una produzione annuale di 63.400 tonnellate, pari al 30,5% della produzione mondiale. Ciò ha reso la Cina il più grande produttore di fibre di carbonio al mondo. I prezzi delle fibre di carbonio sono diminuiti bruscamente a causa della concorrenza in Cina, con la fibra di carbonio T700 che scende a un terzo del suo prezzo originale, e la fibra di carbonio T800 e T1000 ad alte prestazioni che scende a un decimo del suo prezzo originale.
Prospettive future
Lo sviluppo dell'industria china in fibra di carbonio ha gettato una buona base per l'applicazione di compositi in fibra di carbonio in velivoli civili domestici. Il rapporto di applicazione composito del velivolo a lungo raggio CRC929 nel centro di ricerca e sviluppo sarà superiore al 51%, con l'intera fusoliera, ali e coda (ad eccezione del naso) realizzate in compositi in fibra di carbonio. Ciò raggiungerà il rapporto di applicazione composito di Airbus A350 e Boeing 787, rendendo il CR929 un aereo di linea civile che è veramente a livello di produzione mondiale.
