最近，一只 “火凤凰”划破夜空，伴着锵锵嘹亮的鸣叫声，展翼盘旋于昆明安宁永安老街上空，在空中划出优美的弧线，时高时低，时快时慢，栩栩如生美轮美奂。

发光的凤凰与夜晚的老街相映成趣，果然是美轮美奂。那么这样的效果是如何实现的呢？现在我来到了安宁永安老街，带大家一探究竟，看，这个就是火凤凰的翅膀，这里是动力装置之一。这个螺旋桨是碳纤维。

对于螺旋桨，性能方面有这样的要求：比重小、耐蚀性佳、弹性好、强度高。重量轻的螺旋桨，对提 升速度有明显的效果，还能降低油耗。碳纤维增强复合材料（简称CFRP)具有高强度、高模量、耐温差变化、耐腐蚀、耐辐射等优异性能，而且比强度、比模量等综合指标在现有的结构材料中几乎是最高的。

碳纤维复合材料因其重量轻、强度高、刚度大、耐腐蚀等特点，成为无人机制造中备受青睐的材料之一。其中，桨叶作为无人机的动力来源，直接决定着无人机的飞行表现，故其选材对无人机性能至关重要。而碳纤维复合材料的优异性能，则成为了无人机桨叶制造过程中的不二选择。

碳纤维在船舶桨叶上的应用现状

近年来，碳纤维复合材料在船舶上的应用研究引起了多方重视，获得了造船工程界的青睐，逐渐被应用于包括上层建筑、甲板、管路及推进器等在内的船舶各结构部件的制造中。

船舶螺旋桨长期浸泡在水中，多数情况还是海水，这就要求有较好的耐蚀 性。弹性好的螺旋桨，可以吸收震动，提高使用寿命。最重要的是强度高，才能承受住来自各方的力。

新西兰Revolution Fibres 专利产品纳米纤维增韧膜Xantu. Layr可以在几乎不增加重量和厚度的情况下，提高复合材料螺旋桨的断裂韧性（抗分层性），冲击强度之后的压缩（损伤容限CAI）和复合材料分层的抗疲劳强度，有效改善和提升碳纤维复合材料螺旋桨的疲劳寿命和频率特性。

纳米纤维膜在预浸料层间充当脆性树脂基体的纳米级增强物质，最终形成更坚韧的树脂(即使与增韧树脂体系一起使用)，在受到压力或冲击时不易发生微小裂纹。确切的说，Xantu.Layr 不是复合材料中纤维增强的物质，而是作为热固性树脂的增强剂。 例如：代替树脂中使用的增强颗粒，Xantu.Layr可以作为树脂韧性增强物质放置于每一层预浸料或者增强纤维之间。

航空螺旋桨发展

随着推进效率的提高，通用航空和 AAM 飞机的设计也要考虑更多的效率目标。复合材料螺旋桨叶片是关键。

螺旋桨是一种动力装置，通过飞机发动机带动螺旋桨旋转产生强烈的气流，从而使飞机能够在空中飞行。用碳纤维复合材料制作飞机螺旋桨有着很大的优势。首先它的重量非常轻，像飞机这种靠能源驱动的，自然是越轻才能越容易起飞。还可以节省燃料提升飞机的飞行时间。飞机外壳材料的强度和拉申能力需要很强。碳纤维复合材料可以满足这些要求，并且相比较于金属材料，挪恩复材生产的热塑碳纤维复合材料的强度模量要更胜一筹。可以很好的应对空气对流能量大的情况，防止飞机碎裂的情况发生。

在过去几年中，由于气候中和目标以及先进空中机动（AAM）的出现，航空航天领域的电池、氢燃料电池和电力推进技术激增。随着更高效的“燃料”来源的出现，需要更轻、更高效的航空设计，复合材料螺旋桨成为实现这些目标的明显竞争者。

在2022年一篇讨论螺旋桨叶片的社论中，CompositesWorld品牌副总裁就AAM对复合材料螺旋桨的潜在需求进行了快速计算：每年60,900个复合材料叶片（不包括备件）。斯隆指出：“这只是第一次服役。”。“如果AAM如原始设备制造商所希望的那样扩张，年出货量达到数千台，对复合材料叶片的需求将迅速接近50万。”当考虑AAM之外的航空时，这个数字会变得更大。

碳纤维增强聚合物（CFRP）螺旋桨叶片并不是什么新鲜事，但它们在推进航空航天工业电气化方面的增长趋势值得指出。请注意，即使是Hartzell（美国俄亥俄州皮夸市），传统上是小型通用航空认证飞机的CFRP螺旋桨叶片供应商，也开始更多地参与电池和氢燃料电池的电力推进运动，正如配备Universal hydrogen Dash 8氢燃料电池动力试验台的Hartzell叶片所示。

其他一些关键发展推动了这一点：

EcoPulse是一款安装在机翼上的混合电动分布式推进飞机演示机，由总部位于法国的Daher、赛峰和空中客车公司联合开发，将包含多个螺旋桨叶片。

DUC Hélices Propellers将向AAM公司Plana和Eve Air Mobility交付碳纤维螺旋桨。

道蒂螺旋桨公司于1984年率先为涡轮螺旋桨飞机制造了第一个复合材料螺旋桨叶片，此后已生产了25000多个。

根据国际能源署（IEA）的预测，到2030年，飞行将占全球能源相关二氧化碳排放量的3.5%，高于目前的2.5%。

文章来源： 航空新材料，空天碳纤复材，昆明日报-掌上春城，CompositesWorld，碳材料科技