性能方面

目前国内先进直升机树脂基复合材料用量很大，但由于其耐温性能、湿/热性能和断裂韧性等几个关键指标的限制，影响了其在某些特殊工况要求部位的推广应用。

新一代损伤容限型、高抗疲劳性能的铝基复合材料在应用上获得了很好的减重效果，并有利于降低制造和维护成本。目前国内外正在进行这些铝基复合材料的扩大应用和材料改进研究工作。

陶瓷复合防弹装甲已在国内军用直升机上成熟应用，但陶瓷材料脆性大，弹击后容易破碎，抗多发弹能力较差。针对未来武装直升机高生存力的要求，对开发出防护性和韧性好的陶瓷复合材料提出了需求。

质量方面

直升机大量应用薄壁结构，其复合材料面板厚度为0.3～1.0 

mm，而目前直升机上普遍应用的织物预浸料单层厚度约为0.2～0.3 

mm，复合材料的方向可设计性和厚度可设计性受到限制，明显牺牲结构质量，制约了复合材料在直升机结构上的减重优势。

价格方面

直升机复合材料成本主要包含原材料成本、制造成本和使用维护成本，制造成本大约占复合材料制件总成本的80%。热压罐法成型是目前国内直升机复合材料制件最主要的成型工艺方法，但其设备成本高，生产周期长，能源消耗大，故其生产成本高。为降低制造成本，国外已在开发低成本成型方法和先进的自动化工艺与设备，提升复合材料整体化、模块化设计和制造水平上开展了大量的研究工作，在这些方面国内还有较大差距。

直升机复合材料发展趋势

未来复合材料在直升机发展中的地位将更加重要，直升机在继续选用成熟应用的复合材料的同时，应考虑开发性能更优异、且更适合直升机设计与制造要求的先进复合材料，采用更多先进的制造工艺和技术，扩大复合材料在直升机上的使用范围。未来直升机复合材料总体发展方向是高性能化、结构-功能一体化、设计-制造一体化、智能化及低成本化协调发展，其发展趋势展望如下：

1 高性能化

原材料技术是先进复合材料应用的基础与前提，直升机复合材料的高性能化发展是未来的趋势之一。树脂基复合材料将在发展高强高模增强纤维的同时，提升树脂基体的韧性、湿热性能及环境适应性能力；金属基复合材料着重于提升损伤容限及抗疲劳性能；陶瓷复合防弹装甲材料应在提升综合防护性能的同时进一步减轻质量。

2 结构-功能一体化

直升机的服役环境对防雷击性能提出了要求，同时军用直升机由于战场特殊环境，还应具有隐身（视觉、红外、雷达和声学）、防弹、电磁屏蔽、耐坠性等功能。未来先进直升机复合材料应至少具备两种或更多功能，有效实现复合材料结构承载-功能（隐身、防弹、防雷击、电磁屏蔽、耐坠性等）一体化发展将是一大趋势。

3 设计-制造一体化

发展以DFM（Design for Manufacture）为核心的设计-制造一体化技术，其实质是随计算机和制造技术的进步，采用全新的设计理念和手段，发展数字化、自动化的设计技术，将设计和制造进一步融为一体，从而加快产品研发进度，提高质量。实现直升机复合材料制造过程数字化与飞机结构设计数字化趋向相适应，减少试验次数，缩短研制周期，节约研发资金，降低废品率及提高生产效率。

4 智能化

智能化是直升机复合材料结构设计亟需关注的研究方向。开发直升机复合材料自感知、自诊断、自修复和自适应智能化技术，可以实现直升机复合材料结构噪声抑制、振动控制、主动变形和性能监测与损伤自修复。

5 低成本化

直升机复合材料全寿命周期的低成本化是未来的发展趋势，包括材料低成本化、设计低成本化、制造低成本化和维护低成本化4 

个方面。核心是发展低成本制造技术，其主要有：发展以自动铺带（ATL）和纤维自动铺放（AFP）为核心的自动化制造技术；发展以共固化/共胶接为核心的大面积整体成型技术；发展以树脂传递模塑成型技术为核心的低成本制造技术；发展非热压罐成型技术等。

结束语

随着近几十年的不断发展，复合材料在直升机上的应用已发展到主承力结构并实现大范围成熟应用，也推动了直升机技术的进步。国内直升机复合材料通过国内直升机型号需求的牵引和推动，目前已经基本实现国产化，形成了我国直升机复合材料研发及生产体系，技术水平在不断提高，并有了较全面的发展和广泛的应用，但是与国外发达国家相比，在材料、设计、工艺等方面仍有差距。未来国内直升机技术发展将追求高效能、长寿命、高可靠和低成本，对其材料与结构的综合要求越来越高，对高性能复合材料、先进设计技术和制造工艺需求迫切。为此，国内今后应在解决目前发展中存在的复合材料性能稳定性问题的同时，大力发展高性能复合材料、结构功一体化复合材料和智能复合材料；重视发展自动化制造、大面积整体成型和低成本制造技术，提升复合材料工艺制造水平，降低制造成本；还应重点关注复合材料整体化和模块化设计技术，发展复合材料设计-制造一体化技术，进一步提升复合材料的应用技术水平。

来源：中国玻璃钢综合信息网 中国复合材料学会