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绿色复合材料飞机内饰结构

该团队研发的绿色复合材料飞机内饰结构技术主要包括植物纤维界面增容和阻燃处理、阻燃生物质树脂和植物纤维增强复合材料的叠层混杂制备技术等,可为航空领域提供兼顾减重、降噪等需求的新型材料。

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成果简介

采用具有环境友好、密度低、高比强比模、优异吸声、隔热、阻尼性能的植物纤维,通过建立适用于航空内饰服役环境的复合材料结构设计分析技术体系,设计具有结构功能一体化的绿色复合材料结构,达到减少零部件,降低结构成本及重量,阻燃、减振降噪,提高安全性舒适性的目的。

同济航力学院李岩教授团队研发的绿色复合材料飞机内饰结构技术主要包括植物纤维界面增容和阻燃处理、阻燃生物质树脂和植物纤维增强复合材料的叠层混杂制备技术等,可为航空领域提供兼顾减重、降噪等需求的新型材料。

项目成熟度

1. 提出的多层次、多尺度的复合材料界面断裂损伤设计概念,成功地在国家航空、轨道交通等重点型号任务中得到领先示范应用,包括:为中国通用飞机有限责任公司生产的蛟龙600 所研制的机舱内壁板、昆明地铁1 号线列车内部结构以及XX 军机的驾驶舱内壁板及防冰板结构。

2. 与北京航空材料研究院、中科院宁波材料技术与工程研究所等单位合作,应中国飞机强度所对某军机所提出的质量更轻、噪音更小的要求,利用所取得的多尺度声学结构细观设计基础研究成果,为其制备了飞机驾驶舱内部结构件;研究成果也在昆明1 号线地铁列车上的内部结构及蛟龙号600 前机舱的内壁板中得到了示范应用,起到了很好的降噪、阻燃效果。用户报告均指出:实现了连续植物纤维增强复合材料在我国飞机、轨道交通工具领域的首次验证和应用,取得了较好的减重和隔声效果;根据降噪方案设计的新型复合材料防冰板已通过相关环境适应性试验,并已在XX 型飞机上得到应用。在Y-8某型飞机舱内噪声控制研究的实验室实验数据表明,这种新型“绿色”复合材料具有较好的减重、降噪效果; 目前,根据降噪方案设计的新型复合材料防冰板已通过相关环境适应性试验,并己在平8某型飞机上得到应用。

3. 与北京航空材料研究院共同为中航通飞研究院有限公司研发的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机物理样机的内饰结构件、为中国飞机强度研究所XX型飞机研发的内饰板及防冰板结构、以及为株洲电力机年广缘科技有限公司研发的神八机车司机室和昆明地铁1号线中侧墙板内饰材料,采用了植物纤维界面处理用增容和阻燃双功能处理剂和植物纤维增强复合材料的叠层混杂技术。中航通飞研究院有限公司指出:"该新产品和新技术向国内外传递了一种非传统、选择性的材料与结构的替代方案...为展示推动低碳、减排的“绿色航空”发挥了非常积极的作用”。

市场现状

波音及空客等著名航空公司正在积极研发绿色复合材料的飞机内饰结构,期望取代现有内饰结构。达到减重、节能环保、阻燃、降噪等目的。美国波音公司已与本科研团队开展了该领域的国际科研合作项目,目前研究已取得部分成果,波音公司指出“由李岩教授带领的团队所开展的植物纤维增强复合材料的研究工作证明了这种绿色材料在航空这一具有挑战领域应用的潜力。目前,德国宇航院、空客集团等也与本科研团队洽谈希望共同开展绿色复合材料的相关研究工作。

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