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空巴法國總部直擊:強化塑膠也能做飛機

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空巴法國總部直擊:強化塑膠也能做飛機

國泰航空向空中巴士(Airbus)訂製的A350-900飛機,採用含強化塑膠的複合材料製造。 圖片來源:鄧凱元

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空巴法國總部直擊:強化塑膠也能做飛機

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塑膠充斥在現代人的日常,生活用品都少不了它,現在塑膠也能拿來造飛機了!《天下》記者在空中巴士法國總部,直擊採用含強化塑膠材料製做的新型飛機,其重量輕、強度強的材質特性,將會是未來航太製造的新寵兒。

8月,法國土魯斯機場上空,一架測試中的「A350-1000」客機劃破藍天。

這是首架空中巴士公司使用超過50%塑膠(複合材料)的新型飛機。

過去,飛機多半使用金屬材料,但是在輕量化與降低維修成本的考量下,複合材料被大量引進在飛機製造。

這樣的材質正在改變過往飛機製造的遊戲規則。

複合材料質輕耐用,從軍用變民用

曾在中科院航空所任職,台科大材料科學與工程學系副教授吳昌謀說,複合材料是強化的熱固性塑膠,混合了樹脂與碳纖維,特性是重量輕,強度強。1960年代發明後,因為成本考量,主要應用在軍機。

油價讓過去用在軍機的複合材料,開始用在民航用途。漢翔航太總經理林南柱觀察,航空公司希望能節省燃油成本,因此飛機製造商才會大量使用複合材料,未來使用量會更多,「這已經是愈來愈明顯的趨勢。」

他表示,金屬會有腐蝕與疲勞等問題,一定時間到了就要更換,複合材料不會有這樣的問題,「能延長飛機的壽命。」

為了探究用強化塑膠造飛機的秘密,《天下》與目前全世界擁有最多A350飛機的國泰航空走進法國土魯斯。一窺正在交機中的國泰第18號A350-900,以及全球唯一的A350組裝線。

空巴位於法國土魯斯的總部,有全球唯一的A350系列飛機的組裝線。

只見組裝線上,巨大的機棚裡停著外表還沒噴上航空公司指定塗裝,只有綠色底漆的飛機半成品,被各式各樣的機具包圍。

「A350有7成的材料都是創新材質,複合材料就佔了53%,14%改用了鈦合金,原因是這兩種材質很輕,強度又強,而且不會有腐蝕的問題,維修成本因此降低40%,也幫助飛機更輕、更省油,飛得更遠,」空巴A350市場經理拉蘿(Marie Lalo)說。

需小心對待的複合材料,台灣也有機會拓新市場

其實這是一架全球共同合作、法國出品的飛機。例如飛機的龐大零件,必須靠著空巴特製的「大白鯨」運輸機,經過7趟的運送,才能從全世界運抵位在南法的土魯斯。

收到零組件後,大約還要花上8到10個星期,飛機才能組裝完成。

大量採用複合材料的飛機,組裝時必須格外小心。例如,以往金屬材料使用多,如果組裝過程稍微碰撞還可以修補,複合材料卻要求完全不能碰撞。另外,組裝時還要以人工鑽出8千多個孔,「複合材料對於熱度與壓力比較敏感,鑽頭轉數要提高到8千多轉,並由人工一個一個準確鑽孔,」空巴現場人員說。

與競爭對手波音最大的不同,一位空巴人員表示,波音飛機用圓筒形的複合材料做機身,若有損壞要更換整個圓筒機身,「我們是由4大片複材組成,哪個壞掉就換哪一片。」

在組裝廠內,耗費最多時間的是每一段組裝完成後的測試。

「內部測試很花時間,例如燃油艙要做氣密性測試,用高壓氣體測試會不會揮發。再來是測試飛機會動的部份,例如垂尾擺動,起落架收放。最後才是把飛機拖到室外測試,檢查燃油與油表顯示之間是否一致,」空巴現場人員說。

從金屬材質走向新型材料,台灣產業也有機會跟上。

吳昌謀說,台灣原本就是複合材料的生產大國,過去把複材用在網球拍、釣竿、遊艇都有不錯的工藝。要跨入航太,挑戰是添購精密的壓力爐與航太認證。

林南柱則說,去年與空巴合作,已經把原先老舊的一座廠房翻新,改為只供應空巴複材的單一生產線。 他認為,未來複材需求一定會增加,台灣必須把技術層次更精進,成本控制做到更好,才能在航太新材料市場上有機會。(責任編輯:賴品潔)

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