碳纖維復合材料與先進武器

一、戰斗機、轟炸機

國外將復合材料應用在戰機機身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了明顯的減重作用，大大提高了抗疲勞、耐腐蝕等性能，數據顯示采用復合材料結構的前機身段，可比金屬結構減輕質量31.5%，減少零件61.5%，減少緊固件61.3%；復合材料垂直安定面可減輕質量32.24%。F-35閃電II戰斗機，又稱聯合攻擊戰斗機，是一款新式單座，單引擎，超音速隱形戰斗機。具有出色的近距離空中支援，戰術轟炸和空中優勢任務的能力。F-22的結構重量系數為27.8%，先進復合材料的用量已達到25%以上。

圖5.16 F-35幻閃電Ⅱ戰斗機（左）、美國F-22軍用飛機（右）

圖5.17 美國B-2隱身轟炸機（機身基材）

由于碳纖維增強復合材料不但是輕質高強的結構材料，還具有隱身的重要功能，如CF/PEEK 或CF/PPS 具有極好的寬峰吸收性能，能有效地吸收雷達波。美國已用來制造最新型的隱形轟炸機。美國的P－22超音速飛機的主要結構就是采用了中等模量的碳纖維增強的特種工程塑料。幻影III戰斗機的減速降落傘蓋和彈射的彈射裝置也由這種材料制成。已成功地用于飛機的肋條、蒙皮及一些連接件和緊固件等雷達波的吸收件。戰斧式巡航導彈殼體、B-2隱型轟炸機的機身基材，F117A隱型飛機的局部也都采用了碳纖維改性的高分子吸波材料。

圖5.18 幻影Ⅲ戰斗機圖           圖5.19 美F117A隱身轟炸機 

（減速降落傘蓋和彈射裝置）（肋條及蒙條等） 

中國“鶴”式最新制空戰斗機FF-2A 在機身材料運用上，傳統的鋁合金用量只在10%，復合材料和鈦合金材料各占45%，新型復合材料的輕質量使戰機的整體重量大大減小。

圖5.18 中國“鶴”式最新制空戰斗機

碳纖維復合材料由于重量輕、輕度高，在新型戰機制造中大量采用，中國 L-15“獵鷹”教練機就大量采用了這種復合材料中國殲10戰斗機大量采用復合材料，制作機身部分零件，以降低重量。

圖5.19 中國L-15“獵鷹”教練機     圖5.20 中國殲10 戰斗機

二、導彈

碳纖維復合材料主要應用于導彈彈頭、彈體箭體和發動機殼體的結構部件上，碳/碳和碳/酚醛是彈頭端頭和發動機噴管喉襯及耐燒蝕部件等重要防熱材料，在美國侏儒、民兵、三叉戟等戰略導彈上均已成熟應用，美國、日本、法國的固體發動機殼體主要采用碳纖維復合材料，如美國三叉戟-2導彈、戰斧式巡航導彈、大力神—4火箭、法國的阿里安—2火箭改型、日本的M-5火箭等發動機殼體，其中使用量最大的是美國赫克里斯公司生產的抗拉強度為 5.3GPa的IM-7 碳纖維，性能最高的是東麗T-800纖維，抗拉強度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。

圖5.20 法國阿里安娜V 型導彈