中航復材：打造中國復合材料“航母”

文/高妍 楊進平

中航復材：打造中國復合材料“航母”

文/高妍 楊進平

像雄鷹一樣在天空自由飛翔，是人類自古以來的夢想。當人們學會飛翔之后，就開始研究怎樣飛得更高、更快、更舒適。

1903年12月，萊特兄弟發明的“飛行者一號”飛上天空，人類正式進入飛行時代。一百多年來，隨著材料科學技術的發展與進步，飛行器也在不斷變革。從最初用木頭和帆布制作的“飛行者一號”，到后來用鋼和鋁合金材料制造的現代飛機，再到增加了更多金屬鈦材料設計的飛行器，直到現在開始大范圍應用復合材料的先進飛行器……每一種新的航空材料的出現，都為飛行器的設計提供了更廣闊的發展空間。“一代材料，一代飛機”，先進航空材料技術在航空發展歷程中發揮著先導性和基礎性作用，已成為各個航空強國爭相發展的關鍵技術，甚至能夠代表一個國家結構材料的最高水平，體現整個國家材料科學的綜合實力。

航空材料是航空飛行器發展中僅次于動力系統的關鍵技術。飛行器高空高速、無人化、智能化、低成本化的發展趨勢，對優化結構減重、提高發動機推重比提出了更高要求，進而呼喚強度更高、更輕、更耐用、功能更多、成本更低的復合化的材料出現。

復合材料時代到來

復合材料出現在上世紀60年代。與傳統金屬材料相比，它具有密度低、比強度和比模量高、可設計性強、抗疲勞性能好、耐腐蝕性能好、結構尺寸穩定性好、便于大面積整體成型以及有特殊電磁性能等眾多優點。

研發及辦公大樓效果圖

先進復合材料能夠最大限度地降低飛機自身重量，結構減重效果明顯。而復合材料在發動機上的應用則能夠提高推重比，大幅提高發動機性能和飛行器整體性能。此外，復合材料的大比例應用，還能夠增強飛機耐用性、減低維修成本、提高燃油效率、減少污染物排放。

隨著材料科學和工藝技術的不斷進步，復合材料成本逐步降低，越來越多地應用在航空飛行器上，從軍用飛機到民用飛機，從小型直升機到大型固定翼飛機，從小零件到主結構部件，其優異性能得到充分體現。

上世紀90年代開始，先進戰斗機大量使用先進樹脂基復合材料，民用飛機機體復合材料的應用比例也逐步擴大。近年更是出現了在大型民用飛機上大規模應用復合材料的趨勢。美國波音公司最新研制的波音787，復合材料用量高達50％，其機身、機翼等主結構幾乎全由復合材料制成；歐洲空客公司大型客機A380，全機復合材料用量也達到結構總重的20％以上。復合材料再一次取得跨越式發展，飛行器結構選材從金屬材料向復合材料轉變的進程又邁進一步，同時也帶動著復合材料設計手段、制造工藝方法和設備，以及各種原材料研究水平的提高與進步。

半個多世紀的研究與應用實踐證明，復合材料的性能符合大型飛機對選材的安全性、經濟性、舒適性和環保性的要求，也能夠滿足先進飛行器強勁作戰、超速巡航、高機動性以及隱身等特殊性能的要求，具有廣闊的應用空間。

復合材料的誕生是為了滿足軍事需求，航空航天也歷來是其最重要的應用領域，但它的發展與應用卻沒有局限于此。近年，汽車工業、新能源、交通運輸、建筑工程、基礎設施等領域也開始出現先進復合材料的身影，并表現出強勁的發展潛力。

謝富原，中航復材總經理、黨委書記，教授，曾任職于北京航空制造工程研究所。獲2011年全國五一勞動獎章。

應時而立 志在九天

我國的復合材料研制從20世紀70年代開始，從無到有、由弱到強，引領了中國航空工業新一輪飛行器的發展。目前，國內先進樹脂基復合材料已初步形成體系，部分技術取得了明顯進步，制造技術不斷成熟，無損檢測和裝備等技術逐步完善，相關先進復合材料也在直升機、殲擊機和大型飛機中得到一定應用。盡管在原材料研制生產、設計方法手段、制造工藝水平等方面仍同西方國家存在一定差距，但中國復合材料行業正呈現出整體向上的發展態勢。

中國正處于經濟結構轉型和優化時期，政府激勵新材料產業發展的政策、大力倡導自主創新的環境、重視改善和保護環境的觀念、推進節能減排的決心等都為復合材料行業的發展提供了良好的空間。而2007年我國大飛機項目的立項，更是對復合材料的研制開發、設計制造起到了實實在在的推動作用。

在這種情況下，中國航空工業集團公司(以下簡稱“中航工業集團”)適時提出了“兩融、三新、五化、萬億”的發展戰略，即融入世界航空產業鏈，融入區域發展經濟圈；努力實現集團核心競爭力從資本、管理、技術的老“三位一體”，向品牌價值、商業模式、集成網絡新“三位一體”的轉型升級；大力推進市場化改革、專業化整合、資本化運作、國際化開拓、產業化發展；到2017年挑戰收入萬億元的奮斗目標。

為了更好地貫徹落實集團公司“兩融、三新、五化、萬億”發展戰略，推動中國航空工業發展；更好地整合國內復合材料領域的優勢技術和產業資源，理順航空復合材料產業鏈發展；更好地發揮國內復合材料領域高端人才力量，提升自主研發能力，不斷滿足新型武器裝備發展需要；更進一步推動非航空航天領域復合材料技術的應用和發展，中航復合材料有限責任公司(以下簡稱“中航復材”)應時而立。

2009年3月2日，中航工業集團與北京市政府正式簽署戰略合作框架協議，雙方決定共同出資組建中航復合材料工程技術中心，并入駐北京順義臨空經濟功能區中的航空產業園。中心定位于中國航空復合材料的領航者，立志成為復合材料領域世界一流的研發中心。

一年后，2010年6月，由中航工業集團和北京市政府共同出資組建的中航復合材料有限責任公司揭牌成立，注冊資金9億元人民幣。謝富原出任總經理兼黨委書記。

中航復材隸屬于中航工業基礎研究院，依托中航工業北京航空材料研究院先進復合材料國防重點實驗室和結構性碳纖維復合材料國家工程實驗室，以專業化發展、國際化開拓為方向，以具有的復合材料預浸料、蜂窩的工程化生產能力為基礎，開展高性能樹脂基、金屬基、陶瓷基等高端技術開發和工程化研究，旨在為航空飛行器的發展提供技術支持、生產服務和驗證平臺，推進先進飛行器首選復合材料的廣泛應用，推動復合材料技術在汽車工業、高速鐵路、電纜、橋梁等行業的工程應用和產業化。

中航復材以航空復合材料技術研究為主導，通過技術轉移方式，向航空企業提供技術標準、技術支持和技術培訓；同時全面發展非航空領域的復合材料技術，并通過合資合作方式，在能源、交通、運輸、基礎設施等非航空領域進行產業化發展；通過國際交流與合作方式，與國外開展技術合作，在逐步融入地方經濟圈的同時，融入世界航空產業鏈，以成為世界級復合材料技術先鋒為最終發展目標。

樹脂及預浸料生產廠房效果圖

厚積而發 鯤鵬展翅

一年的整合期里，脫胎于中航工業集團的中航復材，在逐步將中航工業基礎院、中航工業北京航空材料研究院、中航工業北京航空制造工程研究所的復合材料技術和業務轉入后，已經在樹脂基復合材料產品的數字化、自動化和整體化結構、低成本工藝等設計制造技術，材料表征與測試技術，無損檢測技術，航空特殊構件研制等方面處于國內領先水平。

目前，中航復材擁有具完全自主知識產權的復合材料數據庫，擁有國內最多的復合材料樹脂牌號/預浸料牌號；擁有高性能芳綸紙/玻璃布蜂窩制造技術、變厚度蜂窩技術、過拉伸蜂窩技術、柔性蜂窩制造技術、吸波蜂窩技術等多種高性能蜂窩材料研發技術；擁有包括編織、自動鋪放、自動鋪絲等在內的完備的復合材料自動化制造技術；擁有包括縫合技術，RTM設備，液態成形基礎研究及基礎數據測試平臺，液態成形工藝模擬、結構分析及結構設計軟件平臺在內的成熟的低成本制造技術等。

此外，中航復材還配備了色譜儀、紅外光譜儀、DSC和DMA、透射電鏡、掃描電鏡、光學顯微鏡等儀器分析設備，掌握了紅外熱成像、蜂窩激光剪切干涉檢測、超聲三軸無損檢測、超聲機械手檢測等儀器監測技術，并建立了大型超聲C掃描無損檢測設備研制及檢測標準，擁有20個檢測通道，單次最大掃描檢測范圍可達7500mm×6000mm。

未來，中航復材將建設包括研發及辦公大樓、材料工藝試驗廠房、樹脂及預浸料生產廠房、蜂窩廠房、技術開發試驗及特殊構件試制廠房等在內的7個研發和制造建筑，建筑面積將達11.4萬余平米。

其中，材料工藝試驗廠房用于基本及復合材料應用基礎研究，圍繞高性能樹脂體系、新型樹脂基復合材料工藝、金屬基和陶瓷復合彩(含C/C)以及復合材料性能等開展研究工作，為復合材料研制、工程化及生產奠定理論基礎和應用技術支持。樹脂及預浸料生產廠房主要用于預浸料和樹脂生產。預浸料包括碳纖預浸料和玻纖預浸料兩種，目前年產量47萬平米，廠房建設完成后將是標準流程式大規模生產，設計年產量150萬平米；樹脂產品為雙馬、環氧、聚酰亞胺等，目前年產量150噸，廠房設計年產量600噸。蜂窩廠房主要用于寬幅(每塊尺寸1200×2400×914mm)紙蜂窩生產，設計產量5000立方米每年，產品主要為Nomex非金屬蜂窩。技術開發試驗及特殊構件試制廠房則開展樹脂基復合材料產品的開發和應用研究，主要涉及數字化、自動化和整體化結構，低成本工藝等的設計制造技術，無損檢測應用技術和綜合技術的研究與試驗工作，包括航空特殊構件研制、民品開發、軍品生產任務等。

中航復材將重點攻關建設高性能樹脂及預浸料技術，高性能復合材料新型結構，樹脂基復合材料制造技術，金屬基、陶瓷基(含C/C)復合材料成型技術，材料表征與測試技術，先進無損監測技術等六大技術領域，著力打造具國際競爭力的核心技術與品牌，加快產業轉型升級，努力創建代表世界級先進復合材料技術的公司。

中航復材目前已有正式員工近300人，其中研究員22人，高工64人，擁有博士學位者33人，高端人才力量凸顯，人才梯隊建設初步完成。公司設有董事會和監事會，下設綜合管理部、戰略管理部、科研生產部、市場開發部、質量安全部、人力資源部、財務審計部等部門，各司其職，對公司進行科學化管理。

經過一年多的努力，中航復材已經在基礎設施建設、組織結構搭建、管理流程建立、規章制度制定、資質建設認證等方面取得顯著成效，復合材料項目的全面展開指日可待。

公司整體建設效果圖

機遇、政策、資源、人才……天時地利人和兼具、順應世界復材行業市場發展趨勢、符合中國國家戰略發展需求的中航復合材料有限責任公司，必將在新時期取得大發展，成為中國航空事業進步的源源動力。蒼穹萬里，深海無垠，天高海闊，且看鯤鵬展翅飛！