中国战机材料工艺达国际先进水平 提高隐身性能

核心提示：梁宪珠配合设计为我国三代机复合材料结构的研制与定型批量生产，为新型战斗机复合材料结构的研制与小批生产做出了突出贡献。

资料图：歼20战斗机

梁宪珠

原标题：中国新战机材料工艺达国际先进水平 提高隐身性能

专家简介：

梁宪珠，研究员，中航复合材料有限责任公司副总工程师，中航工业基础院复合材料构件制造技术专业首席专家。长期从事树脂基复合材料技术的研究工作，先后负责了多项预研和重点型号攻关等重大课题的复合材料制造技术研究工作。对热压罐成型的工艺影响因素、复合材料结构的工艺适用性、工艺逐步放大方法与系列翼面/机身结构的验证等方面进行了系统研究。开发了典型壁板/盒段整体化结构制造技术，研制出了ZXC系列增强芯材，配合设计为我国三代机复合材料结构的研制与定型批量生产，为新型战斗机复合材料结构的研制与小批生产做出了突出贡献。先后共获得国防科技进步一等奖1项，二等奖1项，三等奖1项，集团科技进步一等奖5项，二等奖2项；荣获集团一等功1次，二等功4次，三等功1次；并获多项国防和发明专利。

热压罐固化复材为利器——复合材料及热压罐成型技术

轻质、高效和低成本是飞机结构追求的目标。先进复合材料（以下简称复合材料）具有比强度/比刚度高、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、材料与结构同时形成等特点，已成为继铝、钢、钛之后，迅速发展的航空结构材料。近年来，其在飞机结构上所占比例越来越高，且已实现了军机和民机主/次承力结构的广泛应用。由于复合材料突出的减重效率，能够带来飞机性能的进一步提高，因此其在飞机上的用量和应用部位已成为业内衡量飞机结构先进性的一项重要指标之一。

复合材料成型技术发展情况

迄今为止，在飞机结构上应用的复合材料主要为热固性树脂基复合材料。热压罐成型技术是指以预浸料为加工对象，通过热压罐来提供必要的压力环境，并在一定的温度下使预浸料叠层完成固化而得到复合材料零件的制造技术。热压罐成型技术是航空复合材料结构制造技术的主要组成部分之一，也是应用最为广泛，最为成熟的航空复合材料结构成型技术。

与金属材料不同，飞机复合材料结构研制是在设计的领导下，材料、工艺、无损检测、性能测试和装配等专业的一体化互动的结果。工艺必须配合设计归纳需要验证的工艺单元，按照设计要求，通过典型结构的工艺逐步放大验证，完成工艺方案研究及工艺适用性评价，即从产品质量（包括力学性能、重量、内部质量、形位、尺寸、功能等指标）、成本（产品的全寿命周期的成本指标）和制造周期三个方面来评价结构的工艺适用性。

国外发达国家复合材料构件制造有两个主要特点：一个是大面积采用大型、整体化结构，并开发相应的制造技术与工艺；另一个是大力提倡基于数字化的自动化技术。近年来，中航复合材料有限责任公司（以下简称中航工业复材）配合设计采用大型和整体化结构的需求，以及数字化设计与制造的要求，在多个型号的研制中，开发了翼面/机身复合材料整体化结构制造技术与工艺，在复合材料数字化制造方面，不断提高技术能力，在国内率先将数字化下料、激光投影和自动铺带技术应用于型号产品的研制和批量生产，降低了成本，缩短了制造周期，保证了产品的质量稳定性和一致性，缩短了与发达国家的水平差距。

为了探索复合材料成型规律，了解影响产品质量的因素，中航工业复材开展了复合材料构件成形过程中的热压罐温度场模拟、框架式模具结构构型/布局/尺寸与其结构刚度和温度场的关系、固化压力传递、缺陷产生机理与规律、固化变形机理与控制等工艺因素的研究，为提高产品的质量和工艺稳定性奠定了坚实的技术基础。目前，中航工业复材的主要任务是在新飞机结构研制中，按照设计提出的复合材料新结构，开发新材料与制造工艺，形成规范，完成产品研制，并承担部分复合材料构件/部件产品的小批量生产，最终完成对主机厂的技术转移。