風電用碳纖維，從俄羅斯買又如何？

wumingsheng

看看俄羅斯在碳纖維上面的成就，看看從老毛子那里買碳纖的搞風電的可能性



纖維復合材料特別是碳纖維有機復合材料，在現代飛機上獲得了廣泛應用。與西方比較俄羅斯這種材料，研究及應用時間稍晚一些，上世紀70年代才著手研究。當時前蘇聯國家石墨結構材料研究所、全蘇聚合物纖維研究所，以及今日的全俄航空材料研究院，生產出拉伸強度2500～3000MPa、拉伸模量250GPa的高強度碳纖維，以及模量400～600GPa的高模量碳纖維。后來又研究出4000～5000MPa的中模量碳纖維。總體上看俄羅斯的碳纖維產品，性能水平不如美日水平高。從高強度纖維產品來看，俄羅斯的YKH、BMH比目前通用的，T300大約低1000Mpa。俄羅斯高模量纖維400～600GPa，與日本M40J、M60J相近。在中模碳纖維方面與美國的，T800H及T1000G有一定差距，在模量相同的條件之下，后者的強度高出500～1000MPa。不過在有機纖維芳綸方面，俄羅斯遠遠超過了西方，其強度超過1000～2000Mpa；用有機纖維增強的復合材料，強度達到2100～2800MPa，超過了碳纖維增強環氧復合材料；而芳綸纖維增強復合材料，除用作承力結構也用于內裝飾件。而西方有的公司鑒于芳綸纖維強度低，已不再將其用于承力結構，而只用于內裝飾件。


全俄航空材料研究院、航空工藝研究院，以及奧布林斯克研究及生產企業，與俄羅斯航空工業設計局，開發了碳纖維增強復合材料生產及產品制造技術。1976年巴拉科沃纖維聯合股份公司，開始了碳纖維復合材料的批生產。此后全俄航空材料研究所，開發了20余種力學性能、工藝性能，和工作范圍不同的結構，用碳纖維復合材料。近年該研究院對碳纖維復合材料，進行了性能的很大改進，最多的改進效果達2倍。拉伸強度提高200MPa、壓縮強度150MPa，剪切及疲勞強度達500MPa，彈性模量達到200GPa，工作溫度可達到400℃。與此同時全俄航空材料研究院，還與俄羅斯科學院及航空工業的，一些主要設計局研究解決了，碳纖維復合材料及其制品生產中的，各種基礎理論、應用、工藝及管理方面的問題，同時解決了用這些材料來設計、試驗，及在零件上應用方面的問題。全俄航空材料研究院與中央空氣動力研究院，及航空航天工業的主要設計局，共同努力積累了用碳纖維復合材料設計、制造，及應用方面的經驗。在俄羅斯一些飛機制造企業，建立了碳纖維復合材料生產車間，有烏里揚諾夫航空生產聯合企業、沃尤涅茨飛機制造聯合股份公司、魯克霍維茨機械制造廠、庫默塔阿申涅耶夫航空生產協會，以及奧布林斯克研究及生產企業。

這些生產單位都配備了專用的生產設備。例如預浸帶及織物預浸裝置、壁板，及大尺寸結構的自動鋪帶設備、可在15個大氣壓及300℃進行固化的大尺寸熱壓罐、纖維纏繞機、拉擠機以及超聲無損檢測設備（自己搞的，牛啊）。這些設備都屬現代化的設備。碳纖維復合材料在俄羅斯飛機上，應用過程與西方基本相似，首先在安-24、安-22、雅克40，和伊爾-86等飛機上用于一些，次要結構件以考驗其性能，得到的數據表明碳纖維復合材料，有良好的可靠性及減重效果。于是逐漸擴大應用到，新一代飛機上如米格-29上，用量占飛機結構重量的7％；用于垂尾、減速板等次要結構，用量已超過F-16飛機。起飛重量超過美國C-5A的安-124遠程運輸機，是成功應用復合材料的另一例子，全機用了5500kg復合材料，1500m2機體表面采用了復合材料，單此一項可減重1800kg。其他如安-72、安-225、圖-160，雅克-42固定機翼干線飛機；蘇-29和蘇-31體育飛機；米-28、卡-32直升機以及Д-36、Д-18、ПС-90渦輪發動機，都用了大量復合材料。正開發的新一代機復合材料用量更大，值得一提的有雅克-141，其復合材料用量達到26％，用于機翼、尾翼及部分機身。與AV-8B的水平大致相當。

    根據俄羅斯新近出版的資料分析，S-37復合材料的用量占結構重量的21％，由于它是前掠翼戰斗機，機翼90％采用了復合材料，實現了氣動彈性剪裁，即當機翼前緣在升力作用下向上彎曲時，通過復合材料鋪層控制可使前緣向下扭轉。在這種情況下如果采用金屬機翼，則有可能產生結構上的破壞。此項技術在80年代中期的X-29，及90年代的蘇霍伊驗證機上得到驗證。在1.42戰斗機上復合材料用量，在原型機上占16％、在生產型上占30％。另一個引人注目的是：卡-50武裝直升機上的復合材料的應用。卡-50是前蘇聯根據阿富汗戰場的經驗，研制用來代替米-24的機種，要求機體90％部位能抗12.7mm機槍的射擊，它的主承力機身結構及旋翼都用了碳纖維復合材料，卡-50的裝甲座艙安裝在復合材料盒形梁上，梁是一個主承力構件，由5層復合材料制成，外層為10mm厚的碳/環氧，內外2層為20mm的芳綸/環氧，2者之間的一層為15mm的Nomex蜂窩/環氧，整個厚度達75mm。據報道卡-50可以抗12.7mm機槍及23mm航炮的射擊。在西方武裝直升機上，復合材料用量也不少，但像卡-50那樣在機身上，用如此多復合材料還不多見。復合材料在卡-50的結構重量中，占3％～5％，而西方直升機上的防彈標準，只是針對7.62mm機槍設計的。

    由于復合材料特別是碳纖維復合材料，在俄羅斯機種上的使用，減少了50％的構件數，取消了部分鉆鉚工序，減少12％～15％的勞動量，生產周期縮短20％～50％。復合材料引入飛機的直接效果自然是減重，減重的大小又取決于復合材料的力學性能，及其在結構重量中所占的百分比，這個百分比在俄羅斯飛機上，已達到30％左右、不久可能達到40％。如果按體積計60％將可能是復合材料；機體表面的80％是復合材料。復合材料在飛機結構重量比中占多少為宜?這主要取決于使用的可行性即經濟性。這里有一個最低的即臨界的極限，此極限取決于飛機的類型，及其所承擔的任務——因其伸縮范圍大。例如對機體來說這個極限，下限為20％～25％。超過臨界極限就可產生減重的連鎖效應：表現為飛機起飛重量減少，從而降低發動機功率，導致發動機重量的減少，從而降低油耗及燃油重量。這樣一來降低了起落架的載荷，從而降低其構件重量。而發動機、起落架、燃油箱重量的降低，又會改善氣動阻力系數，進一步降低油耗，使飛機結構重量進一步降低。連鎖效應的結果最后使飛機，起飛重量進一步再降低。   像米格-29這樣的飛機，使用的復合材料強度只有1000MPa，減重效果不大，材料強度1500MPa才開始有減重的連鎖效應(伊爾96-300)（相當于波音747）。

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毛子纖維的現狀



據報道，俄羅斯在軍事工業和宇航技術等方面具有很高的水平，并在纖維增強材料的開發、研究和應用方面取得了引人注目的成就。其在纖維、織物、復合材料工藝、使用壽命試驗等方面具有自己的特色，在某些方面比歐美一些發達國家的水平還高。

    1、碳纖維

    從60年代開始，前蘇聯就開展了碳纖維的研究工作，先后研制出不同類型的碳纖維。根據原絲種類的不同，分為粘膠基、聚丙烯腈基（pan）和瀝青基三種碳纖維，其中以粘膠基碳纖維的研究開發技術水平居世界榜首，其纖維和織物的碳化工藝都很有特色。著名的品牌為烏拉爾。而俄羅斯的pan基碳纖維的研發水平只居世界中列。通用型碳纖維主要應用于民用工業部門，制造生產生物醫藥、體育用品、化學工業和機械制造等零件。俄羅斯的pan基碳纖維沒有著名的品牌，他們按照高強型和高模型分類，其中有些牌號的pan基碳纖維采用了摻棚石墨化技術，摻硼后可以加速石墨化進程，不需要2800攝氏度或3000攝氏度就可以達到同樣的石墨化效果。俄羅斯開發的高性能pan基碳纖維達到了較高的水平，主要應用于航空、航天工業。高模量碳纖維的模量達到了400-600gpa，相當于日本東麗公司m40-m60系列纖維水平，它們在具有高模量的同時兼具了高性能，其抗拉強度為3000-3500mpa，抗拉強度相當或高于t300高強度碳纖維。高強碳纖維的抗拉強度為4000-4500mpa，抗拉模量為250gpa，其性能接近日本、美國80年代中期研制生產的高強中模碳纖維。但是這些品種的高性能碳纖維只供國內高尖產品需要，不作為商品出售。

    2、芳綸纖維

    俄羅斯芳綸纖維的性能水平居世界第一，具有密度小、斷裂伸長率大、抗拉強度和模量高等特點。除了碳纖維絲束外，俄羅斯還生產各種規格的碳纖維織物的碳繩等。碳纖維織物主要用于形狀復雜的結構件，碳繩由于具有較低的線膨脹系數而用于宇航工業緊固、拉索、如網狀星載天線調節拉索等。其性能優于美國杜邦的kevlar-49和kevlar-149，也優于荷蘭akzo公司的twaron纖維。目前獨聯體國家（主要是俄羅斯）首推的主要芳綸的商品型號為tepjoh、cbm、apmoc和pycap四種。tepjoh芳綸纖維屬于廉價纖維，類似于美國nomex的水平，主要用于橡膠制品等民用產品，如子午線增強輪胎等。cbm有機纖維為前蘇聯所獨有，是一種非晶體高分子材料，其力學性能明顯優于美國的kevlar纖維。apmoc纖維的性能比tepjoh、cbm及美、日的芳綸纖維更好。主要用于宇航工業制造高性能芳綸纖維復合材料零部件。pycap芳綸絲及其制品、復合材料與cbm和apmoc芳綸絲及制品相比性能更優，可以用于制造航空部門用芳綸與鋁的復合材料。

    3、高性能增強玻璃纖維

    俄羅斯在增強用玻璃纖維的研制與生產領域也具有國際先進水平。其中石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維，在拉絲、合股、加捻、外觀等方面的質量優良，玻璃纖維表面整形劑能使合股、退繞時纖維不散絲。高硅氧玻璃纖維是俄羅斯特有的透波材料用玻璃纖維品種，強度與一般玻璃纖維接近，性能/價格比在石英纖維與e玻璃纖維之間，非常適用于作為戰術導彈、中程導彈及雷達罩的增強纖維。

    4、硼纖維增強材料

    俄羅斯對硼纖維增強復合材料的研究和應用的速度與美國相仿，70年代初就在航空工業上使用。俄羅斯研究的硼纖維采用在鎢芯上用氣相沉淀法制造。硼纖維增強樹脂級復合材料主要用于結構件的加強元件和渦輪壓氣機盤和轉子的外環。而b/ai復合材料已經用于"暴風雪"航天飛機上的衛星支架。

    綜合俄羅斯的增強纖維的研究發展可以看出，俄羅斯是在立足國內科技力量獨立自主地研發增強纖維材料，并成功應用于航空、航天及其他民用領域。

laney

毛子與西方列強及小鬼子一樣
都不是啥好鳥~ [s:7]
列寧同志除外，可惜早登極樂，憾哉！

wumingsheng

哎，

感嘆土共無能阿。

60年前，毛子156個重工業支援項目（包括造原子彈用的重水工廠，離心機等），奠定基石............


現在長征系列，神州系列，國防主力武器系統，還是毛子所授，

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

iseeall

相比之下, 中國的環境對科研和發明創造很不利