C919首飞成功，国内商业航空黄金时代到来。C919所属的干线窄体客机是民航客机市场中需求最大的机型，具有产业链长、辐射面宽、联带效应强等特点，随着C919大飞机从研发转入制造，我国的民用大飞机产业链将持续释放出巨大的经济价值。

根据中国商飞市场预测年报（2021-2049），2040年中国客机队规模占全球比例将达到22%，成为全球最大单一航空市场。未来20年中国的民航市场总价值将超9万亿人民币，国产大飞机产业未来前景广阔。

一、C919的选材之道

新材料，或许是C919最大放异彩的地方。一直以来，航空发展就流传着“一代飞机，一代材料”的说法，形象地概括了采用高性能新材料与提高飞机性能之间的密切联系。一份研报显示，C919所使用的主要材料中，铝合金占比达到65%，钛合金占比9.3%，超高强度钢占比6.9%，复合材料占比11.5%。

01 第三代铝锂合金

在中国武术界，有着“内练一身气，外练筋骨皮”的说法。C919大型客机的研发，也诠释了这一思想。它的结构设计完全由中国商飞自主完成，并实现生产制造全国产化。在机体主结构上，设计人员大量使用了世界先进的第三代铝锂合金材料，这在国内尚属首次，大大带动了国内航空材料和制造的发展。

铝锂合金具有密度低、强度高且损伤容限性优良等特点，用它替代常规铝合金材料，能够使飞机构件的密度降低3%，重量减少10%-15%，刚度提高 15%-20%，因此被认为是新一代飞机较为理想的结构材料。

02 T800级碳纤维复合材料

C919大型客机是国内首个使用T800级高强碳纤维复合材料的民机型号。相比T300级材料，T800级材料强度、模量更高，韧性更强，具备更好的抗冲击性，C919上受力较大的部件，如后机身和平垂尾等都使用了T800级碳纤维复合材料。

T300属于第一代民机复合材料，其树脂基体为未增韧的脆性环氧树脂基体，增强纤维为T300碳纤维，其拉伸强度约为3.5GPa，拉伸模量约为230GPa。T300呈现脆性材料性能特征，对冲击载荷引起的分层损伤比较敏感，因此只能用于受力不大的次承力结构。C919上使用的T800材料采用增韧环氧树脂基体，增强纤维为T800碳纤维，拉伸强度和拉伸模量较T300提高50%左右，也是目前国际上民机主承力结构应用最为广泛的复合材料。

03 玻璃纤维复合材料

相比碳纤维复合材料，玻璃纤维复合材料的力学性能稍低，但由于碳纤维介电常数较高，会影响雷达工作，C919大型客机的雷达罩使用了玻璃纤维复合材料。

另外一些受力较小的部件，如襟翼也使用了玻璃纤维复合材料。因为玻璃纤维复合材料成本比碳纤维复合材料低，在受力较小的部件上应用，既可以达到设计要求，又可以降低制造成本。

04 芳纶蜂窝材料

C919大型客机舱门和客货舱地板使用了芳纶蜂窝材料，这是一种采用酚醛树脂浸渍的芳纶纸制成的轻质高强非金属仿生芯材制品。它模仿蜜蜂的蜂巢设计，具有稳定、轻质的结构和很高的比强度，与泡沫芯材相比，它具有更高的剪切强度，与金属蜂窝相比，它更加耐腐蚀。

同时，芳纶蜂窝材料还具有高韧性、良好的抗疲劳性能和防火性能，是一种比较理想的民机复合材料。

05 碳纤维复材及陶瓷基复材

航空发动机作为“航空之花”，可以说是航空技术和工业积累的完整体验。C919的发动机为LEAP-X1C发动机。它采用了18片赛峰公司研制的碳纤维复合材料风扇叶片以及美国通用电气公司研制的陶瓷基复合材料涡轮部件。

06 芳砜纶纤维

芳砜纶简称PSA纤维，由聚砜酰胺组成。其主要特点是优良的电绝缘性和耐热性,此外，阻燃性高,极限氧指数超过30%，耐化学稳定性好,除了几种极性很强的溶剂和浓硫酸之外，在常温下对化学品均具有良好的稳定性。芳砜纶不仅可以制作多种耐高温滤材和高温高压电器中的绝缘材料,而且还可加工成运输工具中的高级阻燃织物等。

据悉，C919机舱内部将首次启用芳砜纶纤维制作椅罩、门帘，将使得飞机减重30公斤以上，每架飞机能够节省超万元成本。

07 橡胶化合物

其实飞机轮胎所使用的材料与汽车轮胎基本相同，主要区别则来自飞机轮胎采用了更高强度的橡胶化合物，以至于飞机轮胎能被充气到200磅/平方英寸的气压，这相当于汽车轮胎气压的6倍，C919使用的就是来自米其林的Air X子午线轮胎。

二、波音公司的新飞机

如果波音公司确实追求全新的飞机设计，那么列出的可能性包括对其新型中型飞机（NMA）开发的返工。在737 MAX危机期间基本上被搁置，以前的多年工作可以重新制定为737-9和757之间的单通道，并在2030年代初投入使用（EIS）。然后这可能为在2035-2040年推出较小的100-180座单通道铺平道路。后者可能使用波音公司的跨音速桁架支撑翼（TTBW），自2010年代以来一直在研究。航空周刊在三月份报道说，波音公司正准备提交其TTBW，以回应NASA六月份向其可持续飞行演示者计划提出提案的请求。目标是合作建造一架全面的技术演示器X飞机，该飞机可以在2026年之前飞行以测试新的绿色技术。

波音公司的这两架潜在飞机都将与可能来自CFM的RISE计划的发动机复合，该计划旨在展示先进技术，将燃料和一氧化碳减少20%排放。虽然RISE最初的目标是开放式风扇设计（无机舱），但它将追求一系列技术，包括齿轮风扇，先进材料和更多电气功能。

然而，波音公司首席执行官大卫·卡尔霍恩（David Calhoun）表示，在该公司能够实现其向基于模型的系统工程（MBSE）的数字化转型中的关键里程碑之前，不会有全新的飞机，从军用飞机（例如T-7A高级教练机）扩展到商用飞机（参见“波音的数字设计新客机计划面临漫长的道路”）。据《航空周刊》报道，目标至少还有两年时间，并指出，对于T-7A计划，“MBSE使首次通过质量检查的零件数量增加了75%，开发周期时间缩短至仅36个月，并且由于使用了全尺寸确定装配技术，装配时间缩短了80%。

“他们可能最终必须建立一个NMA和MAX替代品，”航空业咨询公司Avitas（美国弗吉尼亚州尚蒂伊）的高级副总裁Adam Pilarski说。《航空周刊》的文章继续写道：“波音公司的NMA研究在过去几年中放缓，但默默地继续，瞄准了757更换市场，现在正迅速成为空中客车A321XLR市场。考虑到波音公司现在必须解决的所有问题 - 787生产，777X认证，737 MAX爬坡能力，供应商挑战 - Pilarski预计OEM不会快速行动。“他们将在三年内推出一些东西，”Pilarski预测，这可能会导致到2032年出现EIS。另一位行业高管表示，波音公司没有三年时间，但必须在12-18个月内推出A321XLR的竞争对手。

作为潜在新飞机计划开发的一部分，波音公司的另一个核心要求是一种新的，更高效的发动机 - 据《航空周刊》报道，这种发动机可将燃油消耗减少20-25%。如果没有这种燃料成本节约，新飞机的价值主张将受到严重侵蚀。

三、空客公司的新飞机

空客公司正试图避免推出一架新的客机，至少在其ZEROe氢飞机之前不会，该飞机定于2035年用于EIS。然而如果波音公司推出一架新飞机，那么空客公司可能不得不做出反应，因为第一架ZEROe飞机很可能位于窄体市场的底端。

市场预计空客公司将转而推进现有飞机的新衍生产品。AvWeek报道称，该OEM对“A322”有战略选择，这是一种进一步延伸的A321neo，带有新发动机和新的复合材料机翼，其技术开发工作基本完成。包括：

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此外，在卫星、火箭方面，火箭发动机壳体长期使用复合材料树脂基体作为主体，碳纤维增强树脂基复合材料长期用作航天飞机的舱门、机械臂和压力容器等。改性环氧树脂及耐高温结构复合材料用树脂如聚酰亚胺、聚苯砜、聚醚醚酮等也应用颇广。作为密封件、阻尼材料、导热及导电材料等功能材料，氯丁橡胶、丁腈橡胶、氯醚橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶等橡胶材料在航空航天方面也有创新应用。

作为典型的知识与技术密集、附加产值高的超级产业，航空航天材料已成为行业风口之一，需求高涨。

文章来源： 前沿材料，中国化工信息周刊，先进复合材料