风电用碳纤维，从俄罗斯买又如何？

wumingsheng

看看俄罗斯在碳纤维上面的成就，看看从老毛子那里买碳纤的搞风电的可能性



纤维复合材料特别是碳纤维有机复合材料，在现代飞机上获得了广泛应用。与西方比较俄罗斯这种材料，研究及应用时间稍晚一些，上世纪70年代才着手研究。当时前苏联国家石墨结构材料研究所、全苏聚合物纤维研究所，以及今日的全俄航空材料研究院，生产出拉伸强度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的高强度碳纤维，以及模量400～600GPa的高模量碳纤维。后来又研究出4000～5000MPa的中模量碳纤维。总体上看俄罗斯的碳纤维产品，性能水平不如美日水平高。从高强度纤维产品来看，俄罗斯的YKH、BMH比目前通用的，T300大约低1000Mpa。俄罗斯高模量纤维400～600GPa，与日本M40J、M60J相近。在中模碳纤维方面与美国的，T800H及T1000G有一定差距，在模量相同的条件之下，后者的强度高出500～1000MPa。不过在有机纤维芳纶方面，俄罗斯远远超过了西方，其强度超过1000～2000Mpa；用有机纤维增强的复合材料，强度达到2100～2800MPa，超过了碳纤维增强环氧复合材料；而芳纶纤维增强复合材料，除用作承力结构也用于内装饰件。而西方有的公司鉴于芳纶纤维强度低，已不再将其用于承力结构，而只用于内装饰件。


全俄航空材料研究院、航空工艺研究院，以及奥布林斯克研究及生产企业，与俄罗斯航空工业设计局，开发了碳纤维增强复合材料生产及产品制造技术。1976年巴拉科沃纤维联合股份公司，开始了碳纤维复合材料的批生产。此后全俄航空材料研究所，开发了20余种力学性能、工艺性能，和工作范围不同的结构，用碳纤维复合材料。近年该研究院对碳纤维复合材料，进行了性能的很大改进，最多的改进效果达2倍。拉伸强度提高200MPa、压缩强度150MPa，剪切及疲劳强度达500MPa，弹性模量达到200GPa，工作温度可达到400℃。与此同时全俄航空材料研究院，还与俄罗斯科学院及航空工业的，一些主要设计局研究解决了，碳纤维复合材料及其制品生产中的，各种基础理论、应用、工艺及管理方面的问题，同时解决了用这些材料来设计、试验，及在零件上应用方面的问题。全俄航空材料研究院与中央空气动力研究院，及航空航天工业的主要设计局，共同努力积累了用碳纤维复合材料设计、制造，及应用方面的经验。在俄罗斯一些飞机制造企业，建立了碳纤维复合材料生产车间，有乌里扬诺夫航空生产联合企业、沃尤涅茨飞机制造联合股份公司、鲁克霍维茨机械制造厂、库默塔阿申涅耶夫航空生产协会，以及奥布林斯克研究及生产企业。

这些生产单位都配备了专用的生产设备。例如预浸带及织物预浸装置、壁板，及大尺寸结构的自动铺带设备、可在15个大气压及300℃进行固化的大尺寸热压罐、纤维缠绕机、拉挤机以及超声无损检测设备（自己搞的，牛啊）。这些设备都属现代化的设备。碳纤维复合材料在俄罗斯飞机上，应用过程与西方基本相似，首先在安-24、安-22、雅克40，和伊尔-86等飞机上用于一些，次要结构件以考验其性能，得到的数据表明碳纤维复合材料，有良好的可靠性及减重效果。于是逐渐扩大应用到，新一代飞机上如米格-29上，用量占飞机结构重量的7％；用于垂尾、减速板等次要结构，用量已超过F-16飞机。起飞重量超过美国C-5A的安-124远程运输机，是成功应用复合材料的另一例子，全机用了5500kg复合材料，1500m2机体表面采用了复合材料，单此一项可减重1800kg。其他如安-72、安-225、图-160，雅克-42固定机翼干线飞机；苏-29和苏-31体育飞机；米-28、卡-32直升机以及Д-36、Д-18、ПС-90涡轮发动机，都用了大量复合材料。正开发的新一代机复合材料用量更大，值得一提的有雅克-141，其复合材料用量达到26％，用于机翼、尾翼及部分机身。与AV-8B的水平大致相当。

    根据俄罗斯新近出版的资料分析，S-37复合材料的用量占结构重量的21％，由于它是前掠翼战斗机，机翼90％采用了复合材料，实现了气动弹性剪裁，即当机翼前缘在升力作用下向上弯曲时，通过复合材料铺层控制可使前缘向下扭转。在这种情况下如果采用金属机翼，则有可能产生结构上的破坏。此项技术在80年代中期的X-29，及90年代的苏霍伊验证机上得到验证。在1.42战斗机上复合材料用量，在原型机上占16％、在生产型上占30％。另一个引人注目的是：卡-50武装直升机上的复合材料的应用。卡-50是前苏联根据阿富汗战场的经验，研制用来代替米-24的机种，要求机体90％部位能抗12.7mm机枪的射击，它的主承力机身结构及旋翼都用了碳纤维复合材料，卡-50的装甲座舱安装在复合材料盒形梁上，梁是一个主承力构件，由5层复合材料制成，外层为10mm厚的碳/环氧，内外2层为20mm的芳纶/环氧，2者之间的一层为15mm的Nomex蜂窝/环氧，整个厚度达75mm。据报道卡-50可以抗12.7mm机枪及23mm航炮的射击。在西方武装直升机上，复合材料用量也不少，但像卡-50那样在机身上，用如此多复合材料还不多见。复合材料在卡-50的结构重量中，占3％～5％，而西方直升机上的防弹标准，只是针对7.62mm机枪设计的。

    由于复合材料特别是碳纤维复合材料，在俄罗斯机种上的使用，减少了50％的构件数，取消了部分钻铆工序，减少12％～15％的劳动量，生产周期缩短20％～50％。复合材料引入飞机的直接效果自然是减重，减重的大小又取决于复合材料的力学性能，及其在结构重量中所占的百分比，这个百分比在俄罗斯飞机上，已达到30％左右、不久可能达到40％。如果按体积计60％将可能是复合材料；机体表面的80％是复合材料。复合材料在飞机结构重量比中占多少为宜?这主要取决于使用的可行性即经济性。这里有一个最低的即临界的极限，此极限取决于飞机的类型，及其所承担的任务——因其伸缩范围大。例如对机体来说这个极限，下限为20％～25％。超过临界极限就可产生减重的连锁效应：表现为飞机起飞重量减少，从而降低发动机功率，导致发动机重量的减少，从而降低油耗及燃油重量。这样一来降低了起落架的载荷，从而降低其构件重量。而发动机、起落架、燃油箱重量的降低，又会改善气动阻力系数，进一步降低油耗，使飞机结构重量进一步降低。连锁效应的结果最后使飞机，起飞重量进一步再降低。   像米格-29这样的飞机，使用的复合材料强度只有1000MPa，减重效果不大，材料强度1500MPa才开始有减重的连锁效应(伊尔96-300)（相当于波音747）。

wumingsheng

毛子纤维的现状



据报道，俄罗斯在军事工业和宇航技术等方面具有很高的水平，并在纤维增强材料的开发、研究和应用方面取得了引人注目的成就。其在纤维、织物、复合材料工艺、使用寿命试验等方面具有自己的特色，在某些方面比欧美一些发达国家的水平还高。

    1、碳纤维

    从60年代开始，前苏联就开展了碳纤维的研究工作，先后研制出不同类型的碳纤维。根据原丝种类的不同，分为粘胶基、聚丙烯腈基（pan）和沥青基三种碳纤维，其中以粘胶基碳纤维的研究开发技术水平居世界榜首，其纤维和织物的碳化工艺都很有特色。著名的品牌为乌拉尔。而俄罗斯的pan基碳纤维的研发水平只居世界中列。通用型碳纤维主要应用于民用工业部门，制造生产生物医药、体育用品、化学工业和机械制造等零件。俄罗斯的pan基碳纤维没有著名的品牌，他们按照高强型和高模型分类，其中有些牌号的pan基碳纤维采用了掺棚石墨化技术，掺硼后可以加速石墨化进程，不需要2800摄氏度或3000摄氏度就可以达到同样的石墨化效果。俄罗斯开发的高性能pan基碳纤维达到了较高的水平，主要应用于航空、航天工业。高模量碳纤维的模量达到了400-600gpa，相当于日本东丽公司m40-m60系列纤维水平，它们在具有高模量的同时兼具了高性能，其抗拉强度为3000-3500mpa，抗拉强度相当或高于t300高强度碳纤维。高强碳纤维的抗拉强度为4000-4500mpa，抗拉模量为250gpa，其性能接近日本、美国80年代中期研制生产的高强中模碳纤维。但是这些品种的高性能碳纤维只供国内高尖产品需要，不作为商品出售。

    2、芳纶纤维

    俄罗斯芳纶纤维的性能水平居世界第一，具有密度小、断裂伸长率大、抗拉强度和模量高等特点。除了碳纤维丝束外，俄罗斯还生产各种规格的碳纤维织物的碳绳等。碳纤维织物主要用于形状复杂的结构件，碳绳由于具有较低的线膨胀系数而用于宇航工业紧固、拉索、如网状星载天线调节拉索等。其性能优于美国杜邦的kevlar-49和kevlar-149，也优于荷兰akzo公司的twaron纤维。目前独联体国家（主要是俄罗斯）首推的主要芳纶的商品型号为tepjoh、cbm、apmoc和pycap四种。tepjoh芳纶纤维属于廉价纤维，类似于美国nomex的水平，主要用于橡胶制品等民用产品，如子午线增强轮胎等。cbm有机纤维为前苏联所独有，是一种非晶体高分子材料，其力学性能明显优于美国的kevlar纤维。apmoc纤维的性能比tepjoh、cbm及美、日的芳纶纤维更好。主要用于宇航工业制造高性能芳纶纤维复合材料零部件。pycap芳纶丝及其制品、复合材料与cbm和apmoc芳纶丝及制品相比性能更优，可以用于制造航空部门用芳纶与铝的复合材料。

    3、高性能增强玻璃纤维

    俄罗斯在增强用玻璃纤维的研制与生产领域也具有国际先进水平。其中石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维，在拉丝、合股、加捻、外观等方面的质量优良，玻璃纤维表面整形剂能使合股、退绕时纤维不散丝。高硅氧玻璃纤维是俄罗斯特有的透波材料用玻璃纤维品种，强度与一般玻璃纤维接近，性能/价格比在石英纤维与e玻璃纤维之间，非常适用于作为战术导弹、中程导弹及雷达罩的增强纤维。

    4、硼纤维增强材料

    俄罗斯对硼纤维增强复合材料的研究和应用的速度与美国相仿，70年代初就在航空工业上使用。俄罗斯研究的硼纤维采用在钨芯上用气相沉淀法制造。硼纤维增强树脂级复合材料主要用于结构件的加强元件和涡轮压气机盘和转子的外环。而b/ai复合材料已经用于"暴风雪"航天飞机上的卫星支架。

    综合俄罗斯的增强纤维的研究发展可以看出，俄罗斯是在立足国内科技力量独立自主地研发增强纤维材料，并成功应用于航空、航天及其他民用领域。

laney

毛子与西方列强及小鬼子一样
都不是啥好鸟~ [s:7]
列宁同志除外，可惜早登极乐，憾哉！

wumingsheng

哎，

感叹土共无能阿。

60年前，毛子156个重工业支援项目（包括造原子弹用的重水工厂，离心机等），奠定基石............


现在长征系列，神州系列，国防主力武器系统，还是毛子所授，

天降英才，都降在毛子的土地上了......................遗憾呐................ [s:5]

iseeall

相比之下, 中国的环境对科研和发明创造很不利