直升機旋翼葉片使用複合材料比用金屬材料有何優勢？

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比如機翼強度，韌性和某些極端條件下（葉片被子彈擊中不會直接斷裂）的性能

複合材料槳葉的可設計性比較強，便於外部幾何形狀與內部結構的優化。改變鋪層方向可以使不同展向位置具備不同的剛度，以滿足動力學特性要求。複合材料的耐腐蝕性好，損傷容限較大，抗疲勞特性好，故而壽命比金屬槳葉長。

從現在大量直升機都在使用複合材料旋翼可以看出來，複合材料絕對是發展的方向。先講一個金屬槳葉的例子。在阿富汗戰場，蘇軍的米8直升機經常飛行在戰區執行任務，也不可避免的被地面炮火擊中，但是許多米8都是帶著渾身的傷回來，槳葉上也是各種彈孔。而在另一起損傷中，兩架米8空中相撞，槳葉被打彎，但是降落後，隨機機械師用粗暴的鎚子敲平了槳葉，直升機竟然正常起飛。

其實金屬槳葉的優點正是如此，受損傷後可以簡單修補。但是說到缺點，金屬槳葉可是要比複合材料槳葉多得多。首先是重量。阿帕奇作為世界上最大最重的武裝直升機之一，最大起飛重量達到了10,433 千克。但是阿帕奇的一片槳葉只需要兩個人就能抬起來，要是換做純金屬槳葉，恐怕得來好幾個人。阿帕奇的槳葉由鈦合金，不鏽鋼以及纖維結構組成。這種旋翼結構不僅重量輕，在中彈時安全性更好，纖維結構能避免損傷的裂紋進一步延伸擴散，並且耐腐蝕。

複合材料的質量輕，抗拉極限要高於金屬材料。但是複合材料的缺點就是它的脆性，譬如子彈擊中要比金屬容易發生脆斷。現在旋翼葉片很多都是材料複合設計，也就是中間用泡沫材料減輕質量，外層蒙皮用碳纖維加凱夫拉縴維，再加上金屬外層。

作為外行只在學生時候做過一個旋翼葉片的研究項目，因此僅供參考。

直升機的槳葉可以說是直升機的核心部件之一，其受力及其複雜。直升機槳葉有兩個問題：第一，槳葉的翼型設計是個關鍵，要比固定翼飛機的難很多，具體難點因為本人不是做流體的，沒法詳細解釋，只知道這個大概；第二，槳葉疲勞問題，因為槳葉的受力比較複雜，還要承受周期性載荷，很容易出現疲勞問題，唐山大地震時周總理到唐山去坐的直升飛機就是用的木頭槳葉，因為木頭是各項異性材料，在當時我國的工業基礎條件下，要比金屬的更可靠，壽命更長。複合材料做槳葉有幾個天然的優勢：

1、複合材料的疲勞性能要遠高於金屬相比金屬材料疲勞壽命要高很多；

2、複合材料是各項異性材料，其可設計性很高，可以根據翼型和受力需求，設計複合材料旋翼的承載方式，對結構受力形式進行優化；

3、抗腐蝕性，複合材料不存在腐蝕作用，通過與鈦合金緊固件配合使用，也可以解決機械連接問題。

以上。

複合材料也有缺點，例如螺旋槳被雷電擊中，可能會由於電阻較大而爆開，導致事故，空中浩劫有一集介紹過

早先的槳葉是木頭，金屬，甚至有布蒙皮的，這類槳葉一般都是單一翼型，沒有負扭。複合材料槳葉可以較易實現變弦長，變翼型，後掠，下反等複雜氣動外形，大大提高旋翼氣動效率。