日本研发新型飞机发动机碳化硅纤维 可减轻飞机自重

据悉，减轻飞机自重有助于降低油耗，而且碳化硅纤维的使用还可能向火箭和发电设备等广泛领域扩展。继碳纤维之后，日本近日研发的新材料或将再次带来技术革新。

用来制造飞机机体——包括主翼和机身——的材料将从铝合金改为碳纤维增强复合材料(CFRP)。欧洲空中客车公司和美国波音公司的最新款大中型飞机的机体已有超过50%的部分使用CFRP材料。而超过70%的CFRP都是日本企业生产的。

全球目前能够生产碳化硅纤维的只有宇部兴产和日本碳精电极这两家日本企业。

国际民航组织(ICAO)制定的2021年后国际航线飞机不得增加排量等规定，使得降低飞机油耗成为当务之急。预计到2035年，全球客机需求将达3.83万架，比2015年高八成。在这样的背景下，日本材料企业的优势地位或将持续。

通用电气将把使用碳化硅纤维制造的陶瓷基复合材料零部件，用于最新型发动机GE9X的生产。波音公司的新一代大型客机777X将配备该款发动机。目前，GE9X接到的订单数相当于300架飞机的用量。

一直以来由镍合金制造的涡轮叶片等四种零部件将改由碳化硅材料生产。通过使用尖端材料和调整设计，GE9X的耗油量将下降10%。

宇部兴产公司计划2025年前在位于山口县宇部市的厂区内兴建新的碳化硅纤维厂房。目前仅有试验用工厂。公司计划投入数十亿日元将年产量提升至200吨，即现有产量的20倍，实现年均50亿日元的销售额。

日本碳精电极公司刚刚将位于富山市的碳化硅纤维工厂的年产能提升至10吨，即原有产能的10倍。此外，该公司还注资了通用电气计划于2019年在美国开工的工厂，预计年产能在100吨以上。

目前，多数发动机采用的镍合金材料在耐热性方面不如碳化硅纤维，必须通过空气进行冷却。因此，在以空气作为推进力的设备上使用碳化硅纤维更容易发挥作用，其偏高的成本可以通过加大产量来平抑。