航空制造業(yè)的“扛把子”——夾芯復合材料（三明治結構材料、蜂窩芯材、輕木巴沙木）

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夾芯復合材料也被形象地稱為“三明治材料”或“三明治結構”，在抗爆、減振、降噪等方面具有優(yōu)異的性能。當前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出了多種夾芯材料，根據(jù)芯材的種類，將主要的復合夾芯材料分為泡沫蜂窩夾芯材料、 金屬型材夾芯材料和聚合物泡沫夾芯材料。此外，輕木（balsa巴沙木）作為一種天然材料，也是用于復合材料夾層結構的夾芯材料之一。

市場常見的輕木夾芯主要產(chǎn)自南美洲的種植園，由于氣候原因，輕木在當?shù)厣L速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強度和韌性，特別適合用于復合材料夾層結構。

巴沙輕木是世界上生長最快的樹種，僅需5-7年即可由樹苗長為90英尺的高大樹木。其樹干高大挺拔，直徑可達18英寸，樹冠蔥郁，枝葉繁茂。巴沙輕木是目前唯一可作為芯材的可再生天然原料。由巴沙輕木制成的夾層結構質地堅固、重量輕，其獨特的蜂窩結構使其端面具有突出的物理特性。

夾芯結構最早出現(xiàn)在19世紀中期，二次世界大戰(zhàn)以后得到廣泛的應用。二戰(zhàn)期間，盟軍的蚊式戰(zhàn)斗機的機身上已經(jīng)使用了輕木夾芯結構。“蚊式”的橢圓形截面機身是硬殼結構，內(nèi)部除隔框外沒有任何其他加強結構，如全金屬半硬殼機身的縱梁和桁條等。其機身采用高強度層壓膠合板制造，板材厚約11毫米，內(nèi)外層是約2毫米厚的加拿大樺木，中間是厄瓜多爾輕木夾芯(也稱巴沙木)。

這種稱為“巴沙木”的松軟木料。使機身成為一段具有足夠強度的夾芯結構，從而大大提高了它的強度。使得”蚊式”的后機身看似細長脆弱，實際完全能夠承受機動飛機時強大的扭轉力矩。而這種夾芯結構也可以說是現(xiàn)代飛機蜂窩夾層結構的雛形。為了提高飛機的安全性和可靠性。人們在輕木夾芯結構的基礎上又相繼研制出金屬蜂窩、波紋板和金屬泡沫等夾芯材料。

半個世紀以來，隨著復合材料成型工藝和機械加工水平的提高，芯材的復合材料夾層結構在航空航天領域得到了越來越多的應用。而夾芯復合材料也廣泛應用于各種飛機的制造，案例眾多。

這些三明治夾芯復合芯材，大大減輕了機身的重量，提升了燃油經(jīng)濟性，提高了有效載荷，從而節(jié)省了飛行成本，而且具有優(yōu)異的防火阻燃性能。（文章整理自互聯(lián)網(wǎng)）

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