摘要：随着科技和经济的发展,人们的生活质量大大提高,这也得益于全球经济一体化的现状,交通行业的重要性是不言而喻的,因此,所谓的交通行业不仅包括地面驾驶交通工具和旅游在地下的地铁,飞机在天空飞行,并随着人们生活质量的提高,飞机符合当代人们长途旅行的首选交通工具,但由于飞机在空中有一定的安全隐患,所以对飞机本身的结构以及机组人员有一定的要求,以确保飞机的安全,有必要采取适当的飞机结构结构。
关键词：蜂窝夹层机构；飞机；应用；发展；
蜂窝夹层复合材料具有质量轻、弯曲强度与刚度大、抗失稳能力强、耐疲劳老化、吸音、隔音及隔热性能好等优点，长期以来备受航空结构的关注。在航空工业发达国家，蜂窝夹层结构复合材料己大量应用于飞机结构，如机翼、机身、尾翼、雷达罩及地板、内饰等。随着飞机对结构全寿命成本的提高，蜂窝夹层结构材料体系、结构设计、整体化制造技术及低成本技术均需进一步提升。
一、蜂窝夹层结构的特点
由于飞机在交通中的重要位置以及在军事上所具有的战略价值，使得飞机的安全性以及性能性成为了飞机的重要评判标准，而这些价值是否能成功体现都取决于飞机本身的结构以及材料的结构以及材料的质量。而蜂窝夹层结构之所以在飞机上受到广泛的应用，正是由于蜂窝夹层结构的特点使得飞机的性能更为优越，其中蜂窝夹层结构的特点主要有质量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音、隔音和隔热性能好等优点，其中绝大多数的优点都是由于蜂窝夹层结构其特有的工艺所决定的，而这些优点也是导致蜂窝夹层结构在飞机上的应用越来越广的主要原因。
二、蜂窝夹层结构的工艺
蜂窝夹层结构的复合型材料主要是由于两块薄面板以及蜂窝结构的厚芯并辅以粘合剂结合而成的，而之所以飞机上的材料采用蜂窝夹层结构的范围越来越广，最主要的原因就是其不断发展的工艺技术，近些年来，随着科技的发展，化学材料等方面的技术同样得到了跨越性的进步，因此在蜂窝夹层结构复合材料的材料选取中同样选取了更为先进的材料，其中内部的蜂窝芯子会根据材料的应用范围的性能要求选取恰当的材料，制造工艺以及方法是保障蜂窝夹层结构稳定的一重要因素，目前对于蜂窝夹层结构的符合材料的制造有以下几种方法，分别为热压罐工艺及真空袋工艺、模压工艺以及液体成型工艺，其中传统的蜂窝夹层结构的制作是通过热压罐工艺，由于通过热压罐工艺可以获得性能更为优良、面积较大的材料，所以目前热压罐工艺仍旧是生产高性能材料的主要工艺；而真空袋工艺虽然操作简单，但是面积较小且质量不精确，所以一般利用此技术进行小零件的加工；模压技术所制作的蜂窝夹层结构的复合材料的性能更好且面积较大，但是前期投入资本过高，通常用于加工螺旋翼等复杂、面积较大的结构；而液体成型工艺综合了上述三种工艺的有点，并极大的节省时间，目前已在A380上得到了应用，且应用情况较好。
三、制造成本问题
蜂窝夹层结构的制造成本与材料及其制造过程有关，虽然热压罐成型工艺是目前广泛应用的先进复合材料飞机结构成形工艺方法。但同时也存在设备投资高、能源消耗大、辅助材料费用高、成形周期长等特点、是一种高成本的制造工艺。目前，消除热压罐主要从2方面展开研究：开发热压罐外固化预浸料（OOA prepreg），采用真空袋成型；开发液体成型技术，避免使用热压罐设备。对于热压罐外固化预浸料，其应具有固化后性能与热压罐成型相当，而且还应具有合适的粘性和自动铺带/铺丝可操作性。
开发了蜂窝结构液体成型工艺（ECHLM），其主要特点就是蜂窝与面板预成型体之间有一层隔离层，树脂灌注前，先将隔离层与蜂窝芯预固化粘合在一起以防止灌注树脂流入蜂窝孔格。与传统的预浸料/热压罐工艺相比，此工艺降低了预浸料的制造成本及热压罐工艺成本，工艺时间减少30%，并且提高了水密性，该技术已经在A380上得到应用。
四、结构应用
1.在军用飞机上的应用。蜂窝夹层结构在军机上的应用最早是20世纪四五十年代，使用的是开孔铝蜂窝，结构胶以酚醛为主，随后环氧树脂的问世解决了酚醛树脂固化过程小分子挥发份释放问题，使无孔铝蜂窝得以应用，从而解决了有孔蜂窝结构容易进水导致飞机失衡的问题。20世纪七八十年代某公司开发了磷酸阳极化技术用于铝合金表面处理，加以采用耐腐蚀底胶，在胶接耐久性方面取得了重大突破。随着美国空军主承力胶接结构技术PABST计划(Primary Adhesively BondedStructure Technology)的实施，验证了胶接结构在机体主承力结构上应用的可行性，随后，新的胶接体系在F-15等飞机上进行了应用，其中，F-15飞机主要应用为机翼前缘、襟、副翼、垂尾、平尾，F-16飞机主要用于平尾，在F/A-18飞机上，蜂窝夹层结构用于飞行控制面，在F-35飞机上，襟、副翼、平尾前缘、垂尾前缘、方向舵等均采用了蜂窝夹层结构。
2.大型民机上的应用。蜂窝夹层结构在大型民用飞机上的应用最早是在空中客车（Ai rbus）公司的A310飞机的方向舵上，后用于A320、A340方向舵。目前最大的蜂窝夹层结构舵面是A340方向舵，它由蜂窝夹层结构左、右壁板，碳纤维前梁（9.9m），碳纤维根肋（2.6m）等组成，整体面积15.3m2。目前，单机用量最大的为A380飞机，其蜂窝夹层结构用量达4 000m，典型2应用包括腹部整流罩（超过300m2）及地面这类大尺寸结构件，地板主要采用M.C.Gill Corp.的Gillfab 4909夹层板，芯材为K evl a r蜂窝。蜂窝夹层结构在B787上应用包括方向舵、升降舵、翼尖、发动机机舱等部位。
3.在通用飞机上的应用。与民用大飞机相比，蜂窝夹层结构在通用飞机上的应用主要表现为在机身上的使用，如Hawker Beechcraf的Premier I，豪克4000及“首相”IA飞机，庞巴迪宇航公司里尔85飞机等。其中Premier I是第一架通过FAA认证的全复合材料机身喷气公务机，整个机身采用面板为碳纤维的蜂窝夹层结构，整体厚度为20.6mm，机身无桁条和框架，比传统铝结构减重25%，且增加了13%的客舱空间。而且整体结构减少了零部件的生产数目，在很大程度上缩短了生产周期，降低了制造成本。目前生产的Hawker 4000飞机，其机身结构是由3个筒体结构在机翼处连接组成，筒体为蜂窝夹层结构，蒙皮的铺贴采用MAG辛辛那提公司的Viper自动铺丝机铺放。预浸料纤维采用12K中模碳纤维（东邦Tenax美国公司G40-800和Hexce公司lIM7），环氧树脂为Cytec工程材料公司提供977-2或E7K8，蜂窝采用Hexcel的Nomex蜂窝。
总之，蜂窝夹层结构的复合材料的优良性使得其应用十分广泛，尤其在一些特殊的领域上，特别是在飞机的建设中，蜂窝夹层结构的复合材料已经逐渐覆盖了飞机整个机身的建设中，而事实证明，蜂窝夹层结构在飞机的使用上有着十分明显的帮助。蜂窝夹层结构在国内外飞机次承力结构上得到了广泛应用，但在主承力结构应用较少，随着飞机对结构性能及低成本要求的提高，蜂窝夹层结构材料体系、结构设计、整体化制造技术及低成本技术均需进一步提升。
参考文献：
[1]章源，蜂窝夹层结构常见制造缺陷分析.2018.
[2]王宗全,蜂窝夹层结构在飞机上的应用及发展.2019.