特种高性能玻璃纤维在航空航天中的具体应用

（1）主承力结构件。旋翼桨叶作为直升机的主要振源之一，主要承受高周地应力疲劳，为此旋翼桨叶的设计既要考虑动力学设计，又要考虑桨叶的疲劳细节设计。

复合材料旋翼桨叶主要由桨叶大梁、桨叶蒙皮、后缘条、桨叶内腔填充泡沫或蜂窝及前缘防蚀包片等组成。对于桨叶大梁，它是桨叶的主承力件，通常采用0°铺成或缠绕方式组成。由于承受了大部分离心力和弯矩，它是桨叶抗拉刚度、挥舞及摆振刚度的主要贡献者，并且要求具有高的抗冲击性能、通常选用高强玻璃粗纱带。欧洲直升机公司采用R高强玻璃纤维，美国一般采用S-2玻璃纤维，我国直升机旋翼系统复合材料目前采用国产高强（HS4）玻璃纤维。

旋翼桨叶蒙皮是桨叶的升力面和扭转、摆振刚度的主要贡献者，承受部分离心力和弯矩，通常采用碳纤维与玻璃纤维混合铺层，主要以±45°铺层为主，辅以少量的0°/90°铺层。可选用特种无碱玻璃纤维织物或碳纤维无纺布、织物，也有少量选用Kevlar纤维织物。旋翼桨叶后缘条主要用于提供摆振刚度，为防止后缘失稳，通常采用高强玻璃纤维粗纱填充而成。

（2）次承力结构件及内饰材料。国外大型客机的次受力件所采用的主要材料有高强或无碱玻璃纤维环氧预浸料、Nomex蜂窝、泡沫夹芯、铝蜂窝、玻璃纤维酚醛预浸料、环氧胶膜、聚氨酯泡沫等。这些复合材料可用于飞机的机翼固定前缘、机翼固定后缘、襟翼整流罩、副翼、翼身整流罩、翼尖小翼、背鳍、方向舵、尾翼和尾锥等部件上。

我国新一代运输机机舱内部的地板和天花板等内饰，采用2种高均匀性缎纹玻璃纤维织物，与阻燃环氧、酚醛制成的复合材料，具有高比强度和比刚度的特点，阻燃和低烟雾的优势明显，不仅成功为飞机结构减重，提高了飞机的防火安全性能，还可用于大型客机舱内的内饰。

（3）雷达罩和蒙皮。飞机雷达罩及时飞机的一个结构部件，又是气象雷达探测系统的功能单元。它除具有外形要求、强度要求外，还必须满足雷达系统的电磁透波要求。因此，天线罩的材料必须是一种既能瞒住结构强度要求，又能满足电气性能要求的透波介质材料。

20世纪50年代末，美国首先研究高强度玻璃纤维，并在1960年成功研制的E-2预警机的垂直翼面和雷达天线罩上使用了玻璃纤维增强复合材料。从此，具有高强度、高模量、耐候性能好、介电性能好等要求的雷达天线罩材料均选用有较低的介电常数和正切损耗的玻璃纤维。

国外大型客机的飞机雷达罩蒙皮材料主要是玻璃纤维或石英纤维增强环氧树脂预浸料，其相关产品已经比较成熟，大量地应用在波音和空客的客机上。而国外较为先进的军用飞机雷达罩多采用的是高强或无碱玻璃纤维及石英纤维增强氰酸脂树脂复合材料。AIRBUS320/330系列雷达罩具有不同的构型，蒙皮分别采用玻璃纤维、石英纤维、Kevlar纤维预浸料。

（4）隔音隔热材料。据报道，波音767飞机从鼻锥部到尾部都安装了玻璃纤维隔音材料。这种材料具有优良的声学性能，而且重量轻。玻璃微纤维制品制成隔音材料能够吸收频率为125~5000Hz的噪音。因此，安装玻璃纤维隔音材料后，乘客在飞行中能进行正常的交谈。

选择玻璃微纤维制品作为吸声材料的另一个理由是这种材料还能起保温和隔热的作用。波音767飞机在飞行中机身外表面的温度低至-65℃，玻璃纤维可保持机舱内的正常温度。可用于飞机座舱、空调及其高温管道、供氧系统等地方。