Som en ny materialeteknologi er kompositmaterialet blevet meget brugt i militærfly.
I 1960'erne,glasfiberforstærkede kompositmaterialer begyndte først at blive brugt i flybeklædning, flaperon. På dette tidspunkt er de mekaniske egenskaber af kompositmaterialer relativt lave, og flydelene lavet af kompositmaterialer er små i størrelse og kraftniveau.
I slutningen af 1960'erne,borfiber/epoxy-kompositter begyndte at blive brugt i flystrukturer. For eksempel begyndte F-14 at påføre borfiberforstærkede epoxyharpikskompositter på den flade hale i 1971.
I midten af-1970erneet højtydende kompositmateriale med kulfiber, da forstærkningen blev født, hvilket åbnede den storstilede anvendelse af kompositmaterialer i fly. Kulfiberforstærkede kompositter med fremragende høj specifik styrke, højt specifikt modul, korrosionsbestandighed og udmattelsesbestandighed er meget velegnede til krav til luftfartsudstyr. Kulfiberforstærkede kompositmaterialer bruges gradvist i den lodrette hale og den flade hale af militærfly med store styrker og store størrelser, såsom den sammensatte hale og den lodrette hale af F-15, F-16, Mig{ {5}}, Mirage 2000, F/A-18 og andre fly. Siden 1970'erne har udenlandske militærflys halefinner alle brugt kompositmaterialer. Den flade hale og den lodrette hale, der er lavet af kompositmaterialer, tegner sig generelt for 5 procent -7 procent af flyets samlede strukturelle vægt.
Efter at halefinnen trådte ind i kompositmateriale-æraen,anvendelsen af kompositmaterialer begyndte at udvikle sig til vingerne, skroget og andre vigtige komponenter i militærfly med store strukturelle kræfter og store størrelser. McDonnell Douglas var banebrydende for F/A-18 komposit-fløjen i 1976 og kom i drift i 1982, hvilket øgede brugen af komposit til 13 procent. Siden da er vingerne på militærfly udviklet af forskellige lande næsten alle lavet af kompositmaterialer. For eksempel AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35 i USA, Rafale fra Frankrig, JAS-39 i Sverige, Typhoon udviklet i fællesskab af fire europæiske lande, S-37 i Rusland og så videre.
På nuværende tidspunktmængden af kompositmaterialer i verdens avancerede militærfly tegner sig for 20 procent -50 procent af vægten af hele flystrukturen. Hoveddelene af kompositmaterialer inkluderer kåbe, flad hale, lodret hale, flad halekasse, vinge, frontskrog og så videre. Hvis kompositmaterialer udgør omkring 50 procent af flyets samlede vægt, så er de fleste af flyets strukturelle dele lavet af kompositmaterialer, såsom B-2 stealth bombefly.
I 2020,forholdet mellem efterspørgsel efter kulfiber i luft- og rumfartsområdet og efterspørgsel efter kulfiber i luft- og rumfart er 1,80 procent. Efterspørgselsgrundlaget er lille, men efterspørgslen efter høj ydeevne er stærk, og applikationen er meget udbredt. Samtidig forventes det med den hurtige udvikling af Kinas langtrækkende strategiske våben at udvide anvendelsesforholdet af kulfiberkompositter.
Bølgeabsorberende stealth:almindelig kulfiber er en reflektor af elektromagnetiske bølger og har ikke en bølgeabsorberende funktion gennem overflademodifikation af kulfiber (såsom nikkelbelægning, belagt med siliciumcarbidbelægning osv.), udvikling af nye kulfiber ( såsom special-sektion kulfiber, spiral kulfiber, porøse kulfiber, kulstof nanorør osv.), kan forbedre dens elektromagnetiske ydeevne betydeligt.
Speciel kulfiber bruges til at fremstille stealth-fly, såsom B-2 stealth-bombeflyet, hvis hele skrog er lavet af kulfiberkomposit undtagen titaniumkomposit i fjernlys og motorrum. Mængden af CFRP, der bruges af det amerikanske stealth-jagerfly F-22, er op til 24 procent, og mængden af kompositmateriale, der bruges af det britiske Typhoon-jagerfly, er op til 40 procent. Den strukturelle kulfiberabsorberende komposit er en vigtig udviklingsretning af radar stealth-materialer, som kombinerer de strukturelle fordele ved letvægt og høj styrke og absorberende egenskaber ved komposit. Kulfiberabsorberende materiale er et fremragende absorberende materiale, der integrerer funktion og struktur. Med forbedring og forbedring af stealth-strukturmaterialer vil efterspørgslen efter kulfiberkompositmateriale fortsætte med at vokse.
Før den fjerde generation af kinesiske fly er anvendelsesområdet for kompositmaterialer begrænset til halevingen, andevingen og andre sekundære bærende strukturer, andelen er mindre end 10 procent, fjerde generation af flykompositmateriales dosering har gjort en indlysende banebrydende, når kompositmaterialedoseringen omkring 20 procent af hele maskinstrukturen.
Efter næsten 40 års udvikling er avancerede harpiksbaserede kompositter til militærfly blevet udviklet fra ikke-bærende komponenter til sekundære og hovedlastbærende komponenter og kan opnå en betydelig vægtreduktion på 20 procent ~30 procent. Forbrugsmæssigt har mængden af kompositmaterialer brugt i avancerede militærfly på nuværende tidspunkt oversteget 30 procent, og andelen vil være stabil i fremtiden. Ved fremstilling af militærfly kan harpiksbaserede kompositmaterialer bruges til at fremstille radomer, vinge, skrog, canard, flad hale og motorudkanter af kampfly.
Selve F-35 er bygget med stor brug af højstyrke kulfiberkompositter. Især kulfiberkompositter er kreativt brugt i hud-, vingestruktur- og kropsstrukturkomponenter. Dets kulfiber-kompositter tegner sig allerede for en fjerdedel af flyets samlede vægt og en tredjedel af vingens. Kulfiber er uden tvivl den største vægttabsfaktor i F-35.
Stealth-jetkroppen er dækket af et radarabsorberende materiale (RAM), såsom B-2 Sprite eller F117 Nighthawk, som er designet til at omdanne elektromagnetiske bølger til varme. RAM mister sin integritet under varme, fugt og friktion.
Forsknings- og udviklingsteamet ved North Carolina State University udviklede en kulfiberforstærket kompositpolymer (CFRP) hud til at løse problemer forårsaget af RAM-begrænsninger og blev brugt i B-21 stealth bombeflyet. Kompositten er forstærket af kulstof nanorør (CNT'er), som er stærke og lette og kan modstå temperaturer på over 1800 grader og hjælper med at lede indkommende elektromagnetisk energi.
Tests har vist, at det nye kompositmateriale har ekstrem lav emissivitet, er næsten uopdagelig og kan absorbere mere end 90 procent af de elektromagnetiske bølger sammenlignet med den 70-80 procent af RAM, der i øjeblikket bruges i stealth-fly. Det nye materiale vil blive sprøjtet på flyet og vil være 3 mm tykt.
Vingerne i J-11-serien og Chengfeis J-10- og J-20-serier er lavet af kulfiberkompositmaterialer. Kinas luftfartsindustri har en masse succesfuld erfaring med fremstilling af kulfiberlaminerede dele i de sidste 20 år.
For Kinas vedkommende blev J-20-flyet udviklet i slutningen af 1990'erne, og dets testflyvning begyndte i slutningen af 2010, hvilket gav det en teknologisk fordel som en senflytter. Canard-vingerne på J-20's forgænger, J-10, er udelukkende lavet af kulfiberforstærkede bismaleimidharpikskompositter, som har en meget mindre radarsignatur end metalmaterialer og kan være endnu mere snigende ved at dope andre snigende materialer ind i harpiksmatrixen. Canard-vingen på J-20 vil også bruge efterfølgende forskningsresultater, mens F-22's vandrette stabilisator, som også er delvist metallisk, ikke nødvendigvis er mere tyv. Derudover er canard-vingen på J-20 vendt opad og vingen vendt nedad, så radarbølgerne, der reflekteres af canardens forkant, vil ikke fortsætte med at udstråle til forkanten af hovedvingen og danne en sekundær refleksion, hvilket også er en gunstig faktor for stealth.
