前面有了解过航天工程中宇航员用铝箔袋在烹饪食物，下面介绍下同类产品真空袋在航空设备中起到的积极作用空运能力和供应的便携程度对于任何国家的军事和应急准备都是最关键的两大因素。截止目前，世界上大约有2,300架军事运输机是波音公司出产的C-17环球霸王或洛克希德马丁公司的C-130J大力神，这两款军事运输机都有超过20年的航空服务历史，因此多数处于老化和等待翻新的现状。而空中客车公司（总部位于法国Blagnac）希望通过A400M军用运输机，能在这个新旧交替的战略市场上谋得一席之地。A400M军用运输机从体积上比C-130J大力神略大，但比C?C17环球霸王小，是一款复合材料密集型军事运输机。由于A400M军用运输机的翼梁采用复合材料制造，因此在它身上可以容纳下世界上最大的涡轮螺旋桨飞机发动机。此外，在西班牙工厂制造的A400M垂直尾翼和水平尾翼也成为目前世界上最大的由碳纤维环氧树脂复合材料制造的飞机部件。今年1月，由欧洲航空防务和航天公司（EADS公司）军用航空系统业务部（位于德国奥格斯堡）为空中客车公司首架A400M军用运输机制造的结构部件——上货舱门，正式交付使用。A400M运输机的上货舱门是迄今使用真空辅助树脂渗透工艺制造的最大的复合材料飞机结构部件。欧洲航空防务和航天公司（EADS公司）是空中客车系列最大的外部机构件供应商，EADS公司通过其核心竞争力促进飞机结构件的材料和技术创新。其货舱门产品曾在上个月法国巴黎举办的JEC复合材料展展出。该产品在低成本、热压釜处理、以及高度苛刻的结构应用等方面实现了重大突破。低成本设计A400M军用运输机采用4台涡轮螺旋桨发动机，高翼、和货舱门机身后部开放的设计。在下货舱门（配有金属坡道）向外和向下旋转的同时，全复合材料上货舱门（长4m/13×宽7m/23英尺），会配合其下方的货舱门进行向上和向内的摆动，以方便车辆和货物装载或卸载。当处于关闭状态时，两个舱门紧贴机身下腹位置形成光滑流畅的曲线。据一位EADS奥格斯堡设计工程师介绍，上舱门之所以采用这种复杂的几何学设计目的是为了尽可能降低舱门的重量，减少舱门产生的负载，以最终满足A400M军用运输机整体的重量目标。因为只有机身重量减轻了，才有可能承担更大的有效载荷。此外，该设计使舱门嵌在机身内部，两者几乎融为一体，也使舱门的整体刚度达到最大化，并且有效提高飞机在飞行增压循环过程中的疲劳载荷。EADS的工程师首先利用有限元分析（FEA）软件对舱门进行预期负载设计。然后使用EADS的真空辅助渗透专利技术，和热压釜设备制造舱门，以减少生产成本。正如当今在复合材料行业所普遍采用的渗透工艺，采用真空渗透的特点是促进真空袋中环氧树脂渗透对干燥碳纤维的增强效果。目前，多数制品的固化采用烤箱，而不用热压釜。舱门包括几大要素：最大的部件是舱门外壳—一个稍微隆起的圆锥矩形体，由固体无芯碳环氧层压板制造而成。而内壳的表面是由16根平行于机身长轴的桁条加固。舱门的外缘采用一个独立的端壁（大约203毫米/8英寸高）结构设计。九根结实的横梁与桁条垂直交错，通过金属紧固件加筋到舱门外壳上。舱门内侧中心部分则由较窄的内壳所覆盖，其作用主要是为了增加舱门的刚度。除此之外，舱门外壳还通过一个金属铰链固定到机身上，而在舱门边缘则装有较大的金属挂钩用来控制舱门的位置，以防在飞行过程中走偏。而对于舱门的设计和真空辅助渗透工艺过程来说最关键的因素是：桁条与舱门的内外壳必须紧紧相连不可分离，从而确保完成最终的“同步固化”。“同步固化”不仅可以节省加工时间，还能为设计团队免去约3,000个金属铆钉，从而大大降低舱门的重量和节省下紧固件的成本。无需使用热压釜舱门的制造首先要从外壳开始，以碳纤维/环氧树脂复合材料为模具，采用手糊工艺，全部设计和制造工作都由欧洲宇航防务集团（EADS）承担。虽然该公司没有透露关于内外壳厚度以及定向的具体数字，但是层压板是由SAERTEX（德国泽尔贝克）供应的多轴向碳纤维复合增强材料（0/90°和±45°经纬度的组合），以及由Hexcel（加利福尼亚州都柏林）提供的单轴干布构成的。而层压板最靠内的一层则需要通过横梁和纵梁支撑隆起。奥格斯堡的工程师指出，整体桁条采用“L-Z”设计，大约65毫米/2.5英寸高，还有一个50毫米/2英寸宽的边缘。为了控制好预成形过程中桁条的位置，增强材料的顶面组织有一部分是热塑性聚酰胺纱，遇热时，热塑性聚酰胺纱中的树脂会熔化变粘，从而起到粘合层压板的作用。技术员们首先在一块廉价的木模板上对桁条进行预成形处理，将多轴桁条堆叠，然后用一只小型热融枪将热塑性材料熔化，从而将堆叠的桁条粘结在一起。上翼缘上所堆积的短桁条均采用单向材料制成；而连续桁条则是由0/90°和±45°不同经纬向的材料组成的。桁条内部空隙采用小直径碳纤维织物填充，以防止层裂情况的产生。随后，将预制桁安置进舱门外壳。桁条的两端装有长碳纤维环氧树脂心轴，用以保持预制桁的形状，同时在固化的过程中为其提供持续的压力。每根桁条和心轴都覆盖着的GORE-TEX透气膜，该透气膜材料由戈尔协会（W.L.Gore&Assoc.位于特拉华州纽瓦克）提供。当所有的桁条都被安置到位以后，技术员就开始用标准真空袋薄膜材料对整个舱门（包括舱门外壳和桁条）装袋和真空渗透。渗透所采用的树脂采用赫氏制造的RTM-6单组分环氧树脂，该树脂在真空渗透工艺领域小有名气，被认为是最易于操作，并能提供优质热（180°C/350°F）/湿性能，同时帮助整个渗透过程持续两个多小时。要知道，足够的渗透时间对于像飞机舱门这么大规模的部件来说尤为重要。随着真空渗透过程的启动，套着舱门外壳的真空袋将被缓缓拉紧，真空袋外层的GORE?CTEX透气薄膜能够为每根桁条外包裹的袋进行空气疏散。仅利用真空压力就可以引导树脂流入到每根桁条以及舱门外壳的位置，而GORE?CTEX透气膜能够确保树脂在每个真空袋中停留足够长的时间，以完成充分的渗透。GORE?CTEX供应商声称这种特殊的膜制品将确保“同步固化”程序的顺利完成，其工程师解释说：“GORE?CTEX能够允许空气，而非树脂通过，因此我们可以确保将所有的空气排空，并且帮助树脂均匀的输送到每根桁条的位置，同时最大限度地减少纤维的含量。”树脂渗透完成之后，舱门外壳将被放进烤箱，在180°C/350°F的温度下完成固化，无需任何后固化程序。此外，舱门的其他部分，包括窄内壳及其内部桁条也是采取相同的渗透方式，和固化程序——“同步固化”。制造舱门采用的端壁是Rohacellpolymethacrylimide泡沫夹芯材，由德国罗门德固赛公司（RohmDegussaGmbH，位于德国达姆施塔特）提供。泡沫夹芯材用在横梁之间的连接位置，可以有效帮助降低重量。横梁是一根根结实的实心层压材，其下缘沿部分经过剪切，以容纳下桁条。生产准备舱门的装配会涉及大型夹具，用以支撑舱门外壳，和完成一系列组装程序，包括焊接，钻孔和门铰链的紧固。组装完成后，再对舱门进行涂装，最后交付给空中客车公司位于德国不来梅的工厂。据空中客车公司介绍说，将由空客不来梅工厂完成机身组装，和静态/动态测试。奥格斯堡工程师指出，全面投产后，奥格斯堡工厂每月至少生产3个舱门。虽然目前手预成形方法能够基本满足初始的生产任务，但是空客公司还是从长远的角度考虑，已与一家德国公司签署了自动化预成形工艺引进协议，该设备将大大提高真空渗透的效率，并有效降低制备成本。真空袋、真空包装袋文昊包装社会信息讯