复合材料与生物燃料合力保障绿色飞行

发布时间：2014-05-04

在自动化水平方面，以往手工操作，一个工人每小时按零部件不同和位置差异，最多只能铺放1千克的复合材料。而现在使用机器进行铺放，每小时可以处理5.15千克。自动铺放还可以生产出精度更高的组件，零件装配也变得更为轻松快捷。

尽管现在航空界为碳排放争论得喋喋不休，但人们用实际行动表明了他们对环保的关注。使用新材料和生物燃料的飞机更是受到旅客的追捧，这自然也成为航空公司最大的卖点。然而，新材料和生物燃料谁“爱”蓝天多一些，还没有一个明确的答案。不过，从目前的推广和实际使用情况看，新型复合材料在可行性方面似乎更胜一筹。

其实，在航空领域，新材料与生物燃料的开发、研究和利用都让飞行变得更加环保节能，也让旅客和航空公司受益匪浅。在当今全球性温室效应日趋严重，各种矿物质燃料碳排放量有增无减的情况下，开发绿色、可持续的生物燃料已经被提上了议事日程。成功飞行的“地沟油”航班，就是一个很好的开端。代表航空运输业所有部门的非营利组织航空运输行动小组（ATAG）估计，到2020年，航空业使用生物燃料的份额将达到15%，欧洲航空业将因此减少3500万吨碳排放量，从而节省20.1亿美元成本。

当然，新材料的研发和使用也日新月异。相关飞机经济研究部门表示，现在飞机制造所使用的新型复合材料得到了很大改进。这些材料质量更好，制造方法更加高效、环保，也在更大程度上减少了飞机重量和油耗。据统计，几年前，飞机复合材料的使用比例未超过10%，而现在已经提高到了50%以上，飞机重量也减轻了10%～40%，结构设计成本降低了15%～30%。

然而，人们发现，“地沟油”等生物燃料还是有缺陷的。目前，生物燃料所能满足的市场需求较小。而如果这种燃料被大量使用，未来可能让大片的热带雨林和至关重要的生态系统遭到破坏，甚至还会出现“与粮争地”的情况。所以，在没有发现更好的生物燃料原料之前，“地沟油”等生产的生物燃料的实际数量还相对较小。

相比之下，新型复合材料则有很大的不同。由于生产技术的进步，复合材料的成本在逐步降低。同时，复合材料非比寻常的物理特性，也使得加工技术和检测维修技术飞速发展。这一跨越性的改变，促进了航空界对复合材料需求的增长，其生产供应也在不断扩大和完善。正是生产和运用新型复合材料的新技术、新设备和新方法在不断创新，复合材料在飞机上的使用才越来越广泛。反过来，这又推动了复合材料市场的快速增长。可以说，一个航空复合材料的新时代正向我们走来。

比如，空客公司在生产空客A310-300飞机时所采用的复合材料仅占飞机总重量的5%。在技术进一步提高后，不仅空客A350XWB飞机复合材料的占比提高到了53%，而且该机型的第6年中期检修可合并至第12年的大检修。

美国航空航天局研发的拉挤棒缝合技术，是旨在进一步减轻复合材料重量的又一新工艺。该项目负责人表示：“分析结果显示，我们可将飞机重量在波音787飞机的基础上再减轻10%。”在自动化水平方面，以往手工操作，一个工人每小时按零部件不同和位置差异，最多只能铺放1千克的复合材料。而现在使用机器进行铺放，每小时可以处理5.15千克。自动铺放还可以生产出精度更高的组件，零件装配也变得更为轻松快捷。GKN 航空航天公司首席工程师吉尔表示：“这就意味着，无论是模具还是器械，其效率和利用率均得到了提高。”

在未来的复合材料加工方面，微波焙烤技术已进入试验阶段。与以往相比，这种技术的成本更为低廉和节能。如果推广开来，不仅能够节约投资成本，还可以降低生产和加工成本。由于成本始终是一个巨大的驱动因素，Spirit航空系统公司负责复合材料的助理技师布拉德·包里林认为，成本下降后，复合材料的使用将显著增加。

目前，庞巴迪也是使用新材料和技术工艺较多的飞机生产商之一。该公司项目总监塞巴斯蒂安·米洛表示，庞巴迪C系列飞机大量使用复合材料，机身重量将减少2000磅。不仅如此，使用复合材料还能够简化生产流程，降低维护成本，能同时为庞巴迪和运营商节约成本。当然，舒适、安全和环保的飞机将更受顾客的青睐。