复合材料质量轻、具有较高的比强度、比模量以及较好的延展性、抗腐蚀、导热、隔热、隔音、减振、耐高（低）温、耐烧蚀、透电磁波, 吸波隐蔽性、可设计性、制备灵活和易加工等特点，是制造飞机、火箭、航天飞行器等军事武器的理想材料。先进复合材料用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当或超过铝合金的复合材料。目前被大量地应用在飞机机身结构制造上和小型无人机整体结构制造上。

直升机的飞行特征不同于固定翼飞机，低空低速甚至是低空掠海飞行导致其服役环境及其恶劣。复合材料正成为直升机减轻结构重量，满足环境适应性设计以及显着降低型号全寿命周期成本的最佳选材。

中国的直-20直升机（图片来源：腾讯网）

  1）直升机起落架

滑橇式直升机起落架，结构简单，重量轻，性能可靠，不易损坏，主要依靠结构的弹性变形来吸收着陆能量。目前较多采用金属基复合材料。金属基复合材料通过使用不同的纤维、基体和调整纤维容量来达到某一特性，或进行特殊结构设计。

但金属基复合材料的最大缺点是纤维韧性低、工艺生产成本高、工艺很不成熟，难以达到批量生产，并且价格昂贵。而且使用金属基复合材料进行设计，必须仔细考虑连接方式、载荷传递路径和易损坏部位，从而估算节约重量的潜力，因此增加了设计的难度。

碳纤维/环氧树脂复合材料具有综合的优良性能，更适合于用作直升机起落架材料。可以根据起落架的不同要求对碳纤维/环氧树脂复合材料进行设计，可以根据受力情况合理选择成型工艺、材料的牌号、布置增强材料，以达到节约成本、减轻质量的目的。

图1 中国进口的K-28直升机（图片来源：网易）

2）直升机桨叶

直升机技术，特别是旋翼技术的迅猛发展，很重要的一点是得益于复合材料的应用。复合材料的优点在旋翼桨叶上得到了充分的发挥，它为旋翼桨叶气动外形的改进和优化、旋翼动力学特性的优化提供了可能。更重要的是复合材料使在交变载荷作用下的旋翼寿命大幅度提高，并能做到“视情维护”。这不仅提高了直升机的安全性，而且使桨叶制造成本大大降低，由此带来了可观的经济效益。

图2 直升机旋翼刨面图（图片来源：微信公众号“先进材料产业博览会”）

3）直升机桨毂

同桨叶相比，桨毂的复合材料化相对比较困难，但也已取得了突破性进展。法国宇航公司于70年代后期研制成功的星形柔性桨毂就是复合材料在旋翼桨毂上应用的首次突破，紧接着各国纷纷开始复合材料无轴承桨毂的研究和试验，使旋翼结构全复合材料化成为可能。这是直升机技术发展的一次革命。

图3 波音-360型直升机铰接式复合材料粘弹性轴承桨毂（图片来源：微信公众号“先进材料产业博览会”）

4）直升机传动系统

复合材料在传动系统中的应用也已提上日程, 波音、麦道、卡曼直升机公司都已进行了大量的研究工作，波音公司已在其360直升机上采用石墨纤维和玻璃纤维混合缠绕的旋翼轴、减速器壳体等获得成功，其寿命是无限的，而重量减轻25%。

图4 波音-360型直升机复合材料旋翼轴（图片来源：微信公众号“先进材料产业博览会”）

5）直升机机身

近年来复合材料在机身上的应用也有很大进展，第一架试飞的全复合材料机身是西科斯基公司的S275直升机，随后试飞的有贝尔公司全复合材料机身的D2292直升机和波音直升机公司的波音-360直升机等。这些直升机与原准机相比在机身重量、生产成本、可靠性和维护性方面均有可观的得益。

图5 国产直-9全复合材料涵道垂尾（图片来源：微信公众号“先进材料产业博览会”）

复合材料在直升机结构中的应用比例和重要性不断提高，未来复合材料的发展方向主要为结构功能一体化、高性能和高稳定性、低成本以及智能化。

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