应用案例
Case study
飞机
在飞机行业，碳纤维复合材料(CFRP)已成为通过减轻飞机重量来提高燃油效率的不可或缺的材料。
用于从主翼、机身等一级结构材料到座椅/底板等二级结构材料的广泛用途，
今后也有望应用于发动机部件等新的用途。
下面介绍发动机结构导向翼的应用实例。
世界首创的发动机结构导向翼，
在民用飞机发动机结构导向翼中被采用
空中客车公司的新型机A320neo用发动机PW1100G-JM的风扇结构部件采用了PAN基中模量级别碳纤维。PW1100G-JM是由美国Pratt＆Whitney、德国MTU Aero Engines AG、一般财团法人日本飞机发动机协会(JAEC)三方成立的共同事业体International Aero Engines LLC (IAE LLC)，通过跨国合作共同开发的民用飞机引擎。世界上首次对结构导向翼进行了复合材料化，该结构导向翼配置在风扇内部，从引擎前部吸入空气。
通过民用飞机引擎
风扇口
径的大型化，
燃料消耗减少15%，
并实现低噪声
- 作为可实现风扇大型化的材料，使用了重量轻且具有高强度性能的碳纤维复合材料(CFRP)
- 通过用结构导向翼将机翼部件和结构部件一体化，进一步实现了轻量化
- 通过实现风扇直径大型化的先进齿轮系统“Geared Turbo Fan”，从而降低风扇转速，实现了高推进效率并降低了噪音
PW1100G-JM采用先进齿轮系统“Geared Turbo Fan”，旁通比约为12倍，接近现行V2500的3倍，凭借该高旁通比实现了高推进效率(低油耗)和低噪声。
通过将以往使用的钛和铝替换为重量轻且具有高强度的碳纤维树脂(CFRP)复合材料，在保持可以承受鸟类碰撞的强度的同时，实现了发动机的大口径化，为发动机的轻量化和燃料效率的改善做出了很大的贡献。
另外，此次采用的结构导向翼还兼具支撑风扇外壳结构部的功能，实现了进一步的轻量化。
注)旁通比:
是指涡轮风扇发动机中，只在风扇内流动而不在发动机内流动的空气(旁通空气)与在发动机内流动的空气的流量比。旁通比越大，亚音速下的发动机推进效率越高，低速时的燃料消耗率越低，发动机的排气噪声也越低。
兼具能够承受鸟类碰撞的(鸟击)的
耐冲击性
能和生产率
的热塑性树脂CFRP
假定民用飞机引擎的风扇结构部件在航行中与鸟发生碰撞(鸟击)。鸟击后，为了保证结构部件的健全性，要求具备高耐冲击强度。本公司中模量级别碳纤维具有非常高的耐冲击性能，在热塑性树脂CFRP中使用可实现高生产率，从而被PW1100G-JM结构导向翼采用，目前正在向批量生产供料。
此外，本公司按照航空航天质量管理体系“JISQ9100”进行严格的质量管理，开发、生产和销售广泛适用于从飞机结构材到内饰材的材料。
今后，随着飞机引擎的大型化，对轻量化材料的需求会越来越多，我们期待CFRP复合材料应用的扩大。以结构导向翼中采用本公司的碳纤维为契机，本公司将努力扩大碳纤维在飞机引擎零部件上的应用。
