Aérospatial
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7 janvier 2019
Analyse des avantages économiques de la réduction de poids de divers avions
Taper | Bénéfice (USD/KG) |
Avion civil léger | 59 |
hélicoptère | 99 |
moteur d'avion | 450 |
Avions de grande ligne | 440 |
Avion civil supersonique | 987 |
Satellite en orbite terrestre basse | 2000 |
Satellite géostationnaire | 20000 |
navette spatiale | 30000 |
Par rapport aux matériaux conventionnels, l'utilisation defibre de carbone les composites peuvent réduire le poids des avions de 20 à 40 % ; Dans le même temps, le matériau composite surmonte également les défauts des matériaux métalliques sujets à la fatigue et à la corrosion, et augmente la durabilité des avions ; La bonne capacité de forme des matériaux composites peut réduire considérablement le coût de conception structurelle et le coût de fabrication.
En raison de leurs propriétés matérielles irremplaçables en termes de légèreté structurelle, les composites en fibre de carbone ont été largement utilisés et rapidement développés dans le domaine des applications de l'aviation militaire. Depuis les années 1970, les avions militaires étrangers ont utilisé des composites depuis la fabrication initiale des composants au niveau de l'empennage jusqu'à leur utilisation actuelle dans les ailes, les volets, le fuselage avant, le fuselage central, le carénage, etc. Depuis 1969, la consommation de composites en fibre de carbone pour le F14A aux États-Unis, la consommation de composites en fibre de carbone pour les avions de combat de quatrième génération représentés par les F-22 et F35 aux États-Unis a atteint 24 % et 36 %. Dans le bombardier stratégique furtif B-2 aux États-Unis, la proportion de composites en fibre de carbone a dépassé 50 % et l'utilisation du nez, de la queue, du revêtement des ailes, etc. a été considérablement augmentée. L'utilisation de composants composites permet non seulement d'obtenir une légèreté et une grande liberté de conception, mais également de réduire le nombre de pièces, de réduire les coûts de production et d'améliorer l'efficacité de la production. L'utilisation de matériaux composites dans les avions militaires chinois augmente d'année en année.
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Tendance de développement de la proportion d'application de matériaux composites dans les avions commerciaux
Période de temps | Proportion de matériaux composites utilisés |
1988-1998 | 5-6% |
1997-2005 | 10-15% |
2002-2012 | vingt-trois% |
2006-2015 | 50+ |
La proportion de matériaux composites utilisés par les drones est fondamentalement la plus élevée de tous les avions. 65 % des matériaux composites sont utilisés par l'avion de reconnaissance aérienne sans pilote à longue endurance Global Hawk aux États-Unis, et 90 % des matériaux composites sont utilisés sur les X-45C, X-47B, « Neuron » et « Raytheon ».
En termes de lanceurs et de missiles stratégiques, les lanceurs « Pegasus », « Delta », « Trident » II (D5), missiles « nains » et autres modèles ; Le missile intercontinental américain MX et le missile stratégique russe "Topol" M utilisent tous un lanceur composite avancé.
Du point de vue du développement de l'industrie mondiale de la fibre de carbone, l'industrie aérospatiale et de défense sont les domaines d'application les plus importants de la fibre de carbone, avec une consommation représentant environ 30 % de la consommation totale mondiale et une valeur de production représentant 50 % de la valeur mondiale.
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Produits associés : mèche directe ;tissu en fibre de verre.
Processus associés : mise en place des mains ; Processus de stratification par moulage par infusion de résine (RTM).