航空复材精研系列：从NGAD看下一代战机复材应用

NGAD：美军面向未来空战的下一代战机，或将进入工程研制阶段NGAD（Next Generation Air Dominance）是美国空军面向未来空战需求开发的第六代战斗机，该项目于2014 年正式启动。2022 年6 月，美国空军宣布NGAD 项目技术已经足够成熟，即将进入工程制造与开发阶段。2024 年12 月，美国空军宣布暂停NGAD 项目，将项目决定推迟至下一届政府。不同于过往项目，NGAD 秉承“系统簇”理念，项目成果将包括载人战斗机和无人协同作战飞机（CCA），有人机与无人机协同作战将成为主要作战模式。CCA 采用模块化设计，可实现快速升级和简化维护，同时成本更为低廉。

    NGAD 作战性能相较五代机全方位增强，或牵引复材应用显著提升复盘历史，军机跨代升级往往伴随复合材料应用比例提升，从而实现机动性、隐身性、探测和电子战能力等作战性能的提升。NGAD 将具备超飞行、超隐身、超感知、超打击和超协同能力（5S 能力），综合性能相比五代机显著提升。5S 能力对飞机结构提出了更加轻量化、智能化、耐高温、抗毁伤、低成本的技术发展需求，先进复合材料应用将更为重要，美国空军亦将复合材料技术列为NGAD 项目的重点发展方向。同时NAGD 的远航程、多用途定位或导致其尺寸相较五代机更大，以满足更多燃油与武器装备的装载需求，更大尺寸叠加更高应用比例意味着NAGD 的单机复材用量或将相较五代机显著提升。此外，现役无人机复合材料用量高达50%～80%，NAGD 的无人组成部分同样将会大量使用复合材料。

    碳纤维、树脂及自动化技术突破将支撑下一代战机的复材应用拓展应用于下一代战机的复合材料需进一步升级，纤维方面，航空机体主承力结构件需使用T800/IM7 及以上级别的碳纤维；树脂基体方面，强韧性和耐温性需提升以支撑战机超常规机动和高超声速飞行；生产工艺方面，复材结构件更加整体化、大型化，自动化制造将成为主流。

    在这些方面我国均已取得突破，可支撑下一代战机复材应用，以光威复材、中简科技为代表的碳纤维企业突破了T800 级、T1000 级碳纤维技术，实现了高性能碳纤维产业化生产；航空工业复材研发的国产T800 级碳纤维增强高韧性环氧树脂复合材料CAI 值已达到第三代韧性复合材料的水平；复合材料构件自动化成型装备技术取得突破，航空工业制造院向航空主机厂交付新一代机器人式自动铺丝机，经验证技术水平比肩世界先进。

    风险提示

    1、国产航空复合材料结构件相关研制及验证进程不及预期的风险；2、航空主机厂型号交付节奏变化导致对复合材料需求下滑的风险。