Som en ny materialteknologi har komposittmaterialet blitt mye brukt i militære fly.
På 1960-tallet,glassfiberforsterkede komposittmaterialer begynte først å bli brukt i fly fairing, flaperon. På dette tidspunktet er de mekaniske egenskapene til komposittmaterialer relativt lave, og flydelene laget av komposittmaterialer er små i størrelse og kraftnivå.
På slutten av 1960-tallet,borfiber/epoksy-kompositter begynte å bli brukt i flystrukturer. For eksempel begynte F-14 å påføre borfiberforsterkede epoksyharpikskompositter på den flate halen i 1971.
I midten{0}},et høyytelses komposittmateriale med karbonfiber da armeringen ble født, noe som åpnet for storskala bruk av komposittmaterialer i fly. Karbonfiberforsterkede kompositter med utmerket høy spesifikk styrke, høy spesifikk modul, korrosjonsmotstand og utmattelsesbestandighet er svært egnet for krav til luftfartsutstyr. Karbonfiberforsterkede komposittmaterialer brukes gradvis i den vertikale halen og den flate halen til militærfly med store styrker og store størrelser, slik som kompositthalen og den vertikale halen til F-15, F-16, Mig{ {5}}, Mirage 2000, F/A-18 og andre fly. Siden 1970-tallet har utenlandske militærflys halefinner alle brukt komposittmaterialer. Den flate halen og den vertikale halen laget av komposittmaterialer utgjør vanligvis 5 prosent -7 prosent av den totale strukturelle vekten til flyet.
Etter at halefinnen gikk inn i komposittmaterialtiden,bruken av komposittmaterialer begynte å utvikle seg til vingene, flykroppen og andre hovedkomponenter av militære fly med store strukturelle styrker og store størrelser. McDonnell Douglas var banebrytende for F/A-18 komposittfløyen i 1976 og gikk i bruk i 1982, og økte komposittbruken til 13 prosent. Siden den gang er vingene til militærfly utviklet av forskjellige land nesten alle laget av komposittmaterialer. For eksempel, AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35 i USA, Rafale i Frankrike, JAS-39 i Sverige, Typhoon i fellesskap utviklet av fire europeiske land, S-37 i Russland, og så videre.
Akkurat nå,mengden komposittmaterialer i verdens avanserte militærfly utgjør 20 prosent -50 prosent av vekten av hele flystrukturen. Hoveddelene av komposittmaterialer inkluderer kåpe, flat hale, vertikal hale, flat haleboks, vinge, frontkropp og så videre. Hvis komposittmaterialer utgjør omtrent 50 prosent av totalvekten til flyet, så er de fleste strukturelle deler av flyet laget av komposittmaterialer, for eksempel B-2 stealth bombefly.
I 2020,forholdet mellom etterspørselen etter karbonfiber i romfartsfeltet og etterspørselen etter karbonfiber i romfartsfeltet er 1,80 prosent. Etterspørselsgrunnlaget er lite, men etterspørselen etter høy ytelse er sterk, og applikasjonen er mye brukt. Samtidig, med den raske utviklingen av Kinas strategiske langdistansevåpen, forventes det å utvide bruksforholdet for karbonfiberkompositter.
Bølgeabsorberende stealth:vanlig karbonfiber er en reflektor av elektromagnetiske bølger, og har ikke en bølgeabsorberende funksjon, gjennom overflatemodifisering av karbonfiber (som nikkelbelegg, belagt med silisiumkarbidbelegg, etc.), utvikling av nye karbonfiber ( som spesialseksjon karbonfiber, spiral karbonfiber, porøs karbonfiber, karbon nanorør, etc.), kan forbedre dens elektromagnetiske ytelse betydelig.
Spesiell karbonfiber brukes til å lage stealth-fly, for eksempel B-2 stealth-bombeflyet, hvis hele flykroppen er laget av karbonfiberkompositt bortsett fra titankompositt i hovedbjelken og motorrommet. Mengden CFRP som brukes av det amerikanske stealth-jagerflyet F-22 er opptil 24 prosent , og mengden komposittmateriale som brukes av det britiske Typhoon-jagerflyet er opptil 40 prosent . Den strukturelle karbonfiberabsorberende kompositten er en viktig utviklingsretning for radar stealth-materialer, som kombinerer de strukturelle fordelene med lett vekt og høy styrke og absorberende egenskap til kompositt. Karbonfiberabsorberende materiale er et utmerket absorberende materiale som integrerer funksjon og struktur. Med forbedring og forbedring av stealth strukturelle materialer, vil etterspørselen etter karbonfiberkomposittmateriale fortsette å vokse.
Før den fjerde generasjonen av kinesiske fly, er bruksomfanget av komposittmaterialer begrenset til halevingen, andevingen og andre sekundære bærende strukturer, andelen er mindre enn 10 prosent, fjerde generasjons komposittmaterialedosering har gjort en åpenbar banebrytende, når komposittmaterialets dosering omtrent 20 prosent av hele maskinstrukturen.
Etter nesten 40 års utvikling har avanserte harpiksbaserte kompositter for militærfly blitt utviklet fra ikke-bærende komponenter til sekundære og hovedlastbærende komponenter og kan oppnå en betydelig vektreduksjon på 20 prosent ~30 prosent. Forbruksmessig har mengden komposittmaterialer brukt i avanserte militærfly passert 30 prosent i dag, og andelen vil være stabil i fremtiden. Ved produksjon av militære fly kan harpiksbaserte komposittmaterialer brukes til å produsere radome, vinge, flykropp, canard, flat hale og motorutkanter av kampfly.
Selve F-35 er bygget med kraftig bruk av høystyrke karbonfiberkompositter. Spesielt er karbonfiberkompositter kreativt brukt i hud-, vingestruktur- og kroppsstrukturkomponenter. Dets karbonfiberkompositter står allerede for en fjerdedel av flyets totale vekt og en tredjedel av vingens. Karbonfiber er uten tvil den største vekttapsfaktoren i F-35.
Stealth-jetkroppen er dekket med et radarabsorberende materiale (RAM), for eksempel B-2 Sprite eller F117 Nighthawk, som er designet for å konvertere elektromagnetiske bølger til varme. RAM mister sin integritet under varme, fuktighet og friksjon.
Forsknings- og utviklingsteamet ved North Carolina State University utviklet en karbonfiberforsterket komposittpolymer (CFRP) hud for å løse problemer forårsaket av RAM-begrensninger og ble brukt i B-21 stealth-bombeflyet. Kompositten er forsterket av karbon nanorør (CNT), som er sterke og lette og tåler temperaturer over 1800 grader og bidrar til å lede innkommende elektromagnetisk energi.
Tester har vist at det nye komposittmaterialet har ekstremt lav emissivitet, er nesten uoppdagelig og kan absorbere mer enn 90 prosent av elektromagnetiske bølger, sammenlignet med 70-80 prosenten av RAM som for tiden brukes i stealth-fly. Det nye materialet vil bli sprayet på flyet og vil være 3 mm tykt.
Vingene i J-11-serien og Chengfeis J-10- og J-20-serier er laget av karbonfiberkomposittmaterialer. Kinas luftfartsindustri har mye vellykket erfaring med produksjon av karbonfiberlaminerte deler de siste 20 årene.
For Kina ble J-20-flyet utviklet på slutten av 1990-tallet, og testflyvningen startet på slutten av 2010, noe som ga det en teknologisk fordel som en sen-flytter. Canard-vingene til J-20s forgjenger, J-10, er utelukkende laget av karbonfiberforsterkede bismaleimidharpikskompositter, som har en mye mindre radarsignatur enn metallmaterialer og kan være enda mer snikende ved å dope andre snikende materialer inn i harpiksmatrisen. Canard-vingen til J-20 vil også bruke påfølgende forskningsresultater, mens F-22s horisontale stabilisator, som også er delvis metallisk, ikke nødvendigvis er mer skjult. I tillegg er canard-vingen til J-20 snudd opp og vingen snudd ned, slik at radarbølgene som reflekteres av forkanten av canarden ikke vil fortsette å stråle til forkanten av hovedvingen og danne en sekundær refleksjon, som også er en gunstig faktor for stealth.
