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飞机涂料:来,给飞机“涂个鸦”!

作者:深圳市永天源科技有限公司 浏览: 发表时间:2021-02-26 11:16:31

  2月4日,是2022年北京冬奥会倒计时一周年的日子。一场成功的奥运会离不开与之相关的图标图形、场馆景观、城市氛围等视觉设计,相关团队也正全力以赴,确保呈现出精彩的冬奥形象景观。


  2020年9月6日上午,北京首都国际机场,和煦的阳光照耀着国航一架充满生机的冬奥彩绘主题飞机。机身彩绘采用AB面设计,左侧喷涂着两个可爱的吉祥物“冰墩墩”和“雪容融”,右侧写有“BEIJING2022”字样。澄澈的渐变蓝和通透的白色覆盖机身,犹如蓝天与冰雪交相辉映,盛情邀请全球冰雪健儿和世界各地的朋友们相约北京。


  美丽的彩绘飞机吸引着人们的眼球,其设计图案、造型,也在网络上引发了网友的围观和热议,多数对其美观度给予了充分肯定。那么,相较于我们常见的飞机,这架飞机上的图案是如何绘制的?需要哪些特殊的涂料呢?


航空涂料知多少
  类似于现在的彩绘飞机,飞机涂鸦由来已久。早在一战时期,战机驾驶员就会给自己的飞机绘上不同的图案,以此彰显个性或者表明自己所在的部队。这当中最***的恐怕就是“红男爵”了,他特意把自己的飞机涂成了大红色,让敌人一看到这架飞机就胆寒。二战时,飞机涂鸦依然兴盛不衰,最典型“孟菲斯美女”号轰炸机,机组在飞机上画上了性感火辣的美女图案。


  民航飞机上也不乏涂鸦的身影。比如近几年巴西航空工业公司喷绘的几架E-jet飞机,且不说飞机性能,其颇有特点的绘画造型很有吸引力,在世界各地亮相时,也颇有明星风范。


  可见,在飞机上进行彩绘是一件有趣的事情。但是,飞机彩绘的颜料可不是我们生活中使用的普通绘画颜料,而是专门的航空涂料。


  航空涂料,顾名思义就是用于飞机的涂料,是工业涂料的重要组成部分。按使用部位可分为:飞机蒙皮涂料、飞机舱室涂料、飞机发动机涂料、飞机零部件涂料、特殊专用涂料(包括隔热涂料、防火涂料和示温涂料)等。


  为什么飞机上要使用专门的涂料呢?这可不是为了好看,航空涂料在飞机飞行时大有用处。


  我们都知道飞机飞行时的速度很快,超过音速1倍到几倍,这时就连在地面上微不足道的雨滴、雪花和尘埃在空中都变成了可怕的东西。它们如铁砂皮那样在机身上摩擦着,并把机身温度提高到100摄氏度甚至400摄氏度。


  因气候、温度不断变化,有些首当其冲的飞机部位,如机头受到的摩擦就更厉害了。因此,飞机必须用航空涂料来加以保护。这种航空涂料形成的涂层必须具有良好的耐腐蚀、耐磨、耐热性,还应有良好的附着力。有些部位的涂料,如雷达罩上的涂层,还要有能透过雷达波和防静电等性能。此外,涂了涂层的机身由于提高了光滑度,减小了机身与大气的摩擦力,可使飞行速度比没有涂层时提高13%左右。这样一来,也在很大程度上减少了外界对飞机的影响,有利于飞机的正常飞行。


涂料发展的“前生今世”
  航空涂料并不是新鲜事物。我国航空涂料市场从无到有、从小到大、从总量快速扩张到结构明显升级,逐步形成了有中国特色的多样化、多层次的消费市场。航空涂料市场规模比改革开放初期扩大了几倍乃至几十倍,其发展成就令世人瞩目。


  自新中国成立之后,我国的航空涂料市场主要经历了两个发展阶段。***阶段是1965年~1975年,在这一阶段以合成型树脂为主,代表性涂料是丙烯酸树脂涂料。这类涂料的特点是单组份,干燥快,施工方便,涂层光热稳定性好,具有较稳定的性能,但耐油和耐化学介质的性能较差。第二阶段是自20世纪80年代初期至今,这一阶段固化型涂料开始进入市场,其典型代表为双组份固化聚氨酯涂料,其光色性能好,而且具有优良的耐水、耐油、耐雾、耐湿热和抗化学介质性能。


  随着含氟涂料在飞机表面涂装领域的应用日益广泛,全球航空业务及相关服务进一步升级,间接刺激了航空涂料市场的发展。与此同时,航空涂料需求也正逐渐从北美、欧洲向亚太地区转移。由于涂料对飞机起到了重要的保护作用,因此对航空涂料的技术要求也越来越高。近些年来,在***和相关企业的努力下,我国在航空涂料领域取得了一定的成绩。


  “航空航天涂料市场是健康的,并将在未来继续增长”。根据《全球市场洞察》,到2026年,航空涂料市场预计将超过10.6亿欧元。老旧飞机机队的替换需求不断增长,也将在未来一段时间内推动航空涂料行业增长。虽然,近年来高铁发展迅猛,抢夺了短途飞行的市场份额,使得短途航空旅客量直线下滑,进而波及航空涂料市场,加上原材料——二氧化钛和树脂材料——价格不断上升,航空涂料制造成本提高,在一定程度上限制了航空涂料市场的持续增长,但整体而言,全球航空旅客数量的增加以及商用飞机产量的提高会不断推动航空航天涂料市场快速发展。


航空涂料的关键技术
  飞机性能的不断提高要求航空涂料的功能越来越强大,比如飞机发动机不但要求涂层具有良好的憎水性,还要求具有良好的耐温性及抗冲蚀性能。


  近年来,航空涂料在施工工艺方面也有较大的发展。目前,国外民用客机蒙皮的新涂装工艺是底色漆加罩光清漆配套的方案。由PPG工业公司航空材料事业部研发的航空底色漆/清漆涂料系统,在飞机喷涂后明显比使用传统双涂层系统时色彩更浓厚,第二层使用清漆,可以改善光泽度、色彩持久度和自清洁性。由于比传统的涂料质量更轻、更持久,且喷涂更省时,因此可帮助航空公司节省大量的维护资金。


  随着新机型设计不断创新,机身从铝结构为主转向加大复合材料使用比例。由于飞机不再使用化学剥离剂,因此对喷涂(和重新喷涂)飞机提出了新的要求。据了解,波音公司正在开发一种选择性可剥离系统,仅去除外部面涂料,底漆涂料保持完好,这样能保证机身复合材料免遭损伤且无须打磨。


  在航空涂料的研发上,国内的研究团队也不甘示弱。北京航空材料研究院研制的W04-101H有机硅憎水涂料就是应用于飞机发动机整流罩外壁的耐高温憎水涂层,使该涂层具有较好的疏水性能,水接触角达到102度,长期工作温度可达350摄氏度。其研制的J01-101H氟橡胶叶片漆则是用于飞机发动机叶片的耐冲蚀保护,该涂料除了具有较为优良的综合性能外,还非常耐磨。


  去年9月,青岛市发展和改革委员会批准依托海洋化工研究院有限公司建设青岛市航空涂料工程研究中心。该中心力求在对航空涂料工业发展具有重大影响和促进的共性技术、关键技术以及关键原材料的研究开发上有所突破和创新。青岛市航空涂料工程研究中心的组建,将航空材料从之前的小规模工业化推向大规模产业化。该中心建成后,将拥有实验室小试、车间中试、成品性能评价、分析测试和成果转化等手段,可以提供从样品分析测试、实验室开发创新、航空涂料体系评价、成果转化、应用技术研究,到大规模推广应用的研究、开发、应用的一条龙服务体系。


  研发更轻的飞机对航空产业链和飞机操作都有益。减轻重量可以节省更多燃料,从而延长飞行航程并提高航空公司的效益。航空涂料市场的增长空间可谓巨大。



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