器环境工程 第30卷 前景。重视发展热塑性复合材料,是先进树脂基复 2)技术不断进步,新技术不断得到开发利用 合材料今后发展的一个重要方面,目前主要在民机以低成本为主导的理念对相关技术的创新将产生 上应用开发。空客在这方面处于领先位置,已从次巨大推动,包括纤维和基体在内的新材料技术、高 承力结构件向主承力结构件发展,如空客A-380效自动化整体构件成型技术(AFP和ATL)、数字 就采用了玻璃纤维增强的PPS热塑性复合材料制化成型技术等,各种型号、规格的自动化成型设备 造机翼前沿 不断得到研发,大幅提高生产效率和降低成本 3.5环境问题已引起重视 3)为满足高性能航空航天器的发展,新概念的 碳纤维制品多用于特殊领域,其使用寿命和更复合材料技术将不断得到研发,如纳米复合材料技 新周期均有严格要求,大量废弃的碳纤维产品所导术、高功能和多功能、结构/功能一体化、智能化结 致的二次污染问题亟待处理。据日本三菱人造丝公 构等,将成为复合材料的重要研究内容。 4)可持续发展将倍受重视。如碳纤维复合材 司估计,目前全球废弃的碳纤维增强塑料大约为 料的回收和再利用、新型绿色复合材料的开发和应 1万吨,2015年可达2万吨。随着碳纤维生产能力 用等,将会加快研究进程,取得实质性进展。 的扩大及增强材料的大量使用,“环境友好”要求 企业重视碳纤维的回收利用。德国 Thudngian 参考文献( References) (TK)研究所、英国诺丁汉大学等采用化学和杜善义先进复合材料与航空航天复合材料学报 007,24(1):1-12 热解处理技术开发了碳纤维-环氧树脂复合材料回 Du Shanyi Advanced composite materials and aerospace 收再利用的新途径,其回收产品可用于一般的碳纤 engineering[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2007. 维增强塑料。波音公司、日本东丽公司、帝人公司 4(1):1-12 等都己制定相关计划,研究从飞机和其他设备中回2]陈祥宝,张宝艳,邢丽英.先进树脂基复合材料技术 收和循环利用使用过的碳纤维 发展及应用现状中国材料进展,2009,28(6):1-12 Chen Xiangbao, Zhang Baoyan, Xing Liying. Application 4结束语 and development of advanced composites]. Materials hina,2009,28(6):1-12 21世纪航空航天将进入新的发展时期,高水B3]唐见茂.碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望 平或超高水平的航空航天活动将更加频繁,民用航 航天器环境工程,2010,27(3):269-280 空市场将迅速扩大,这将有力地带动航空航天材料 Tang Jianmao. Review and prospect of carbon fiber resin 特别是复合材料的发展。半个多世纪以来,复合材 mposites[]. Spacecraft Environment 料技术已趋成熟,经验在不断积累。由于复合材料 Engineering,2010,27(3):269-280 具有轻质、高强、性能可剪裁等诸多优点,在航空 4 Kelly PL, Venkayya V Evolution of U S military aircraft structures technology[]. Journal of Aircraft, 2002, 航天领域仍具有持续发展的潜力。美国科学院在 39(1):18-29 2003年《面向21世纪国防需求的材料》研究报告5] Chris red. The outlook for unmanned aircraft/OL 中指出,在未来20~30年中,唯一能使飞行器性 High-performancecomposites2009-05.http://www 能提升20%~25%的只有复合材料。 compositesworld. com/articles/the-outlook-for-unmanned aurra 当前和今后一段较长的时期内,航空航天复合 [6]陈绍杰.复合材料与无人飞机[高科技纤维与应用 材料的发展将呈现以下特点 2003,28(2):11-14 1)需求将持续上升,其中通用航空将成为复合 Chen shaojie. Composites and UAVU]. High-tech Fiber 材料的主要市场,以B-787/A-380/A-350XWB为代 and Application, 2003, 28(2): 11-14 表的新机种对碳纤维复合材料的需求将大幅增长。吴志恩波音737复合村料构件生产航空制造技 在未来的10年间,通用飞机可望增加12400架左 术,2008(15):91-93 Wu Zhien. Production for composite component of 右,新飞机的复合材料质量占比最高可达54%,航 Boeing 787). Aeronautical Manufacturing Technology, 空复合材料将进入新的发展时期 2008(15):91-93 o1994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net358 航 天 器 环 境 工 程 第 30 卷 前景。重视发展热塑性复合材料，是先进树脂基复 合材料今后发展的一个重要方面，目前主要在民机 上应用开发。空客在这方面处于领先位置，已从次 承力结构件向主承力结构件发展，如空客 A-380 就采用了玻璃纤维增强的 PPS 热塑性复合材料制 造机翼前沿[15]。 3.5 环境问题已引起重视 碳纤维制品多用于特殊领域，其使用寿命和更 新周期均有严格要求，大量废弃的碳纤维产品所导 致的二次污染问题亟待处理。据日本三菱人造丝公 司估计，目前全球废弃的碳纤维增强塑料大约为 1 万吨，2015 年可达 2 万吨。随着碳纤维生产能力 的扩大及增强材料的大量使用，“环境友好”要求 企业重视碳纤维的回收利用。德国 Thudngian （TITK）研究所、英国诺丁汉大学等采用化学和 热解处理技术开发了碳纤维-环氧树脂复合材料回 收再利用的新途径，其回收产品可用于一般的碳纤 维增强塑料。波音公司、日本东丽公司、帝人公司 等都已制定相关计划，研究从飞机和其他设备中回 收和循环利用使用过的碳纤维[16]。 4 结束语 21 世纪航空航天将进入新的发展时期，高水 平或超高水平的航空航天活动将更加频繁，民用航 空市场将迅速扩大，这将有力地带动航空航天材料 特别是复合材料的发展。半个多世纪以来，复合材 料技术已趋成熟，经验在不断积累。由于复合材料 具有轻质、高强、性能可剪裁等诸多优点，在航空 航天领域仍具有持续发展的潜力。美国科学院在 2003 年《面向 21 世纪国防需求的材料》研究报告 中指出，在未来 20～30 年中，唯一能使飞行器性 能提升 20%～25%的只有复合材料。 当前和今后一段较长的时期内，航空航天复合 材料的发展将呈现以下特点： 1）需求将持续上升，其中通用航空将成为复合 材料的主要市场，以 B-787/A-380/A-350XWB 为代 表的新机种对碳纤维复合材料的需求将大幅增长。 在未来的 10 年间，通用飞机可望增加 12 400 架左 右，新飞机的复合材料质量占比最高可达 54%，航 空复合材料将进入新的发展时期。 2）技术不断进步，新技术不断得到开发利用。 以低成本为主导的理念对相关技术的创新将产生 巨大推动，包括纤维和基体在内的新材料技术、高 效自动化整体构件成型技术（AFP 和 ATL）、数字 化成型技术等，各种型号、规格的自动化成型设备 不断得到研发，大幅提高生产效率和降低成本。 3）为满足高性能航空航天器的发展，新概念的 复合材料技术将不断得到研发，如纳米复合材料技 术、高功能和多功能、结构/功能一体化、智能化结 构等，将成为复合材料的重要研究内容。 4）可持续发展将倍受重视。如碳纤维复合材 料的回收和再利用、新型绿色复合材料的开发和应 用等，将会加快研究进程，取得实质性进展。 参考文献（References） [1] 杜善义. 先进复合材料与航空航天[J]. 复合材料学报, 2007, 24(1): 1-12 Du Shanyi. Advanced composite materials and aerospace engineering[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2007, 24(1): 1-12 [2] 陈祥宝, 张宝艳, 邢丽英. 先进树脂基复合材料技术 发展及应用现状[J]. 中国材料进展, 2009, 28(6): 1-12 Chen Xiangbao, Zhang Baoyan, Xing Liying. Application and development of advanced composites[J]. Materials China, 2009, 28(6): 1-12 [3] 唐见茂. 碳纤维树脂基复合材料发展现状及前景展望[J]. 航天器环境工程, 2010, 27(3): 269-280 Tang Jianmao. Review and prospect of carbon fiber resin matrix composites[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2010, 27(3): 269-280 [4] Kelly P L, Venkayya V. Evolution of U S military aircraft structures technology[J]. Journal of Aircraft, 2002, 39(1): 18-29 [5] Chris Red. The outlook for unmanned aircraft[J/OL]. High-performance composites, 2009-05. http://www. compositesworld.com/articles/the-outlook-for-unmanned -aircraft [6] 陈绍杰. 复合材料与无人飞机[J]. 高科技纤维与应用, 2003, 28(2): 11-14 Chen Shaojie. Composites and UAV[J]. High-tech Fiber and Application, 2003, 28(2): 11-14 [7] 吴志恩. 波音 787 复合村料构件生产[J]. 航空制造技 术, 2008 (15): 91-93 Wu Zhi’en. Production for composite component of Boeing 787[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2008 (15): 91-93