
俄罗斯MS-21客机用上中国碳纤维
近日俄罗斯发布了MS-21客机结构材料清单,让国人感觉惊喜的是MS-21客机采用了中国SYT-55碳纤维,这表明我们已经打破美日垄断,成为国际上第三个能够提供T800级碳纤维的国家,意义深远。
MS-21客机是俄罗斯在新世纪发展干线客机,主要替代现有图-154、图-204等型号客机。俄罗斯还希望MS-21客机打入国际市场,因此要求它能够在经济性、可靠性压倒现有波音737NG、空客A320客机。为此MS-21采用了较多的碳纤维材料,以降低结构重量,增加载荷,例如它的机翼就由碳纤维制成。

俄罗斯方面发布的MS-21材料示意图,注意图中SYT-55

SYT-55由中复神鹰研制生产
俄罗斯本身碳纤维工业并不发达,技术水平相对有限。因此MS-21客机最初选择了日本碳纤维。日本东丽、东邦等公司是国际主要碳纤维供应商,波音787等客机碳纤维材料就由日本公司提供,MS-21客机选择的是日本东邦公司的T-800级碳纤维。乌克兰危机之后,俄罗斯和西方关系急转直下,西方对俄罗斯进行全面*压打**,民用航空工业也没有放过,在美国压力之下,日本宣布停止向俄罗斯提供碳纤维,企图迫使俄罗斯放弃MS-21客机项目。
不过让美日没有想到的是,中国碳纤维工业异军突起,帮助俄罗斯打破美日制裁。众所周知,美日一直对中国禁运高等级观碳纤维。中国相关单位自力更生,艰苦奋斗,取得一系列技术突破,国内碳纤维工业已经跃居当今顶尖水平。以中复神鹰为例子,他们已经突破了T-800级碳纤维制造技术,在2019年建成千吨级生产线。同样在2019年中复神鹰又研制成功更高浃的T1000级别碳纤维,建成百吨级生产线。国产先进碳纤维研制成功,为国产新型*器武**性能提高打下了坚实的基础。相关单位生产规模扩大,产能提高也为国产碳纤维打入国际市场铺平了道路。

我们早就实现了T800级别碳纤维千吨级生产
从俄方消息来看,他们没有从中国直接采购T-800级碳纤维,而是采购原丝,自己加工成碳纤维材料。外界推测俄方可能通过这个方法掌握T-800级碳纤维制备技术,建立相应的产业链,加快俄罗斯自己碳纤维工业发展。俄罗斯新一代*器武**装备包括苏-57战斗机、猎人无人机已经投入批量生产,对于高等级碳纤维需求越来越大,俄方也不想一味进口,希望建立自己的高水平碳纤维工业。
有人曾经问过笔者这样一个有趣的问题,国产碳纤维工业如此发达,为何国产C919客机不用?从相关资料来看,国产C919客机碳纤维使用比较只有12%,远低于MS-21客机的40%。这个选择是我们对国内外市场进行认真分析的结果,实际上欧美新一代单通道客机碳纤维使用比例同样不高,A320NEO基本上保留了A320的机身,只是对发动机、航空电子系统进行了改进。按照空客公司的说法A320NEO与A320机身基本上通用,这样意味着A320NEO客机大部分材料仍然是铝合金。波音737MAX客机也差不多,碳纤维运用也比较少。最有说服力的就是日本MRJ客机,最初日本野心勃勃打造一型碳纤维支线客机,最后也降低了碳纤维材料使用比例。

考虑到节约成本,A320NEO没有加大碳纤维使用比例
碳纤维材料固然可以降低客机结构重量,提高经济性,但是它对于后勤保障要求更高,客户需要从头建立维护保障体系,这样的转型需要大量投入。C919这样的单通道客机很大一部分用户是中小航空公司和廉价航空公司,这些客户对于成本非常敏感,前面说过A320NEO许多部件与A320通用,这样意味着客户购入新机型,不需要重新建立维护保障体系,有助于降低成本。因此A320NEO取得了空前的成功,已经成为当今最畅销的客机,C919客机正是基于这一点才控制碳纤维使用比例。

C919客机同样以铝合金为主
MS-21客机采用这么大的比例的碳纤维材料,可能考虑到俄罗斯东西航线较远,对于飞机航程要求较高。降低结构重量有助于提高飞机载油系数,增加航程。