摘 要 美国Hexcel(赫氏)公司成立于1948年,总部位于康涅狄格州斯坦福德,主要业务包括碳纤维、复合材料和结构部件,现有全职员工7000余人,在全球各地拥有24个生产基地,而目前Hexcel也是美国最大的碳纤维生产商。 本文主要介绍了Hexcel公司主要产品类型和应用领域,公司71%业务主要来源于空客、波音等民用航空领域,随后针对公司产品在空客、波音飞机应用进行了简要概述。 1 Hexcel产品及应用领域概况
《Hexcel公司:发展历程及碳纤维产品应用》
《Hexcel公司:航空材料体系及应用实例》
《Hexcel公司碳纤维在航空航天领域应用》
《Hexcel公司碳纤维预浸料通过船舶认证》
《Hexcel公司推出低温快速固化胶粘膜》
Hexcel公司作为全球先进复合材料技术的领导者、全球碳纤维的领先生产商以及全球航空航天业蜂窝制造的领导者,前期文章介绍了Hexcel公司围绕纤维复合材料完整链条中开发关键技术,从PAN原丝、碳纤维、树脂、胶粘剂等原料研发,到蜂窝、层合板等结构设计,Hexcel公司主要产品如表1所示。
Hexel公司为商业航空航天、航天与国防以及工业市场的客户提供支持,图1显示了Hecel公司产品主要应用领域。公司71%业务集中于民用航空航天领域,主要包括空客、波音,发动机、机舱等,其次为国防领域,如旋翼机、军机、火箭、卫星等业务占据16%,而对于工业领域应用业务仅占13%。
图1 Hexcel公司产品业务领域
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Hexcel公司产品在航空领域应用
从图1可以看出,以空客、波音为主的民用航空是Hexcel主要业务(表2),在三十多年前,空中客车和波音公司开始使用复合材料生产大型商用飞机,1995年投入使用的波音777飞机的机体,是大约使用了11%复合材料。
空中客车A380于2007年首次交付,其复合材料重量约为23%。2011年9月投入使用的波音787的复合材料重量约为50%。与以往飞机相比,787 Dreamliner系列可减少20-25%的燃料消耗和二氧化碳排放。2014年12月,空中客车A350 XWB(复合材料的重量含量超过50%)首次交付给卡塔尔航空客户,Hexcel碳纤维、预浸料、蜂窝等是其复合材料的重要组成部分。
Hexcel公司预浸料、增强材料、蜂窝结构在不同民用机型中应用如图2所示。值得关注的是,在B787和A380中Hexcel公司的预浸料和增强材料均作为初级结构材料大量使用。
图2 Hexcel公司产品在民用飞机中应用
在波音飞机领域,HexPly®预浸料作为Hexcel公司拳头产品,具有极高的耐用性、耐温性、高刚度和轻便性。目前飞机发动机系统已经主要由复合材料组成,且碳纤维环氧树脂预浸料零件通常占整个机舱结构体积的一半。Hexcel公司的增韧环氧树脂和增强纤维系统的能力使复合材料风扇叶片在B777,B747-8和B787上已经生产了多年。
Hexcel公司Acousti-Cap®蜂窝结构可比任何其他竞争系统更有效地降低喷气发动机的噪音,并且已在波音747-8、787和737 MAX机舱上得到应用。借助Acousti-Cap®,可将非金属渗透帽材料嵌入蜂窝芯中,该材料可用于飞机发动机机舱,从而在不增加结构重量的情况下,大大降低起飞和降落期间的噪音。
在空客飞机领域,Hexcel公司HexPly®碳纤维/环氧树脂预浸料用于制造A350 XWB飞机的所有复合材料主结构,包括机身面板、龙骨梁、机翼和尾翼(飞机尾部的稳定表面)。A350 XWB是第一架具有50%以上先进复合材料结构的空客飞机。A350 XWB与目前的铝制远程竞争对手相比,其燃油消耗降低了25%。此外,A320neo得益于使用Hexcel公司HexPly®制造的Sharklet翼尖装置,可以减少燃油消耗,增加有效载荷范围并改善起飞性能,可减少多达6%的二氧化碳排放。
图3 由Hexcel复合材料制成的复合材料翼尖装置,可以减少高达6%的二氧化碳排放
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