复合材料在航空中的应用
复合材料在航空领域的用途

复合材料在航空领域的用途航空工业的发展从来都是以技术进步为驱动力的,而复合材料作为一种新型材料,在航空领域的应用越来越广泛。
复合材料具有高强度、轻质化、耐腐蚀、低热膨胀系数等优点,可以有效提高飞机的性能和安全性。
本文将重点介绍复合材料在航空领域的用途。
1. 结构件应用复合材料在航空领域广泛应用于飞机结构件上,如机身壁板、翼面、垂尾等。
相比于传统金属材料,采用复合材料可以显著减轻结构重量,降低燃油消耗,并提升飞机整体性能。
复合材料的高强度和抗冲击性能可以提高飞机的结构强度,增加安全性。
2. 动力系统应用复合材料在航空领域的另一个重要应用是动力系统上,如发动机叶片、气门、涡轮等。
复合材料可以耐高温、耐磨损、降低噪音和振动,使得动力系统具有更好的性能和可靠性。
同时,采用复合材料制造发动机部件还可以减轻重量,提高燃烧效率,降低机身油耗。
3. 内饰及设备应用除了结构件和动力系统,复合材料还被广泛应用于飞机的内饰及设备中。
例如客舱内部的座椅、行李架、蒙皮等都可以采用复合材料制造,不仅能够提供更好的舒适性和安全性,还能够减轻飞机自身重量,降低能耗。
4. 航空器维修与保养在航空器维修与保养方面,复合材料也起到了重要的作用。
由于其优异的耐腐蚀性能和良好的可靠性,使用复合材料制造的零部件不仅具有较长的使用寿命,而且在维护过程中需要投入较少的时间和费用。
因此,在航空器维修与保养中广泛采用的一种做法就是使用复合材料替换原有金属零件。
5. 其他应用除了以上提到的主要领域,航空工业还会在其他方面应用复合材料。
例如,在无人机制造中,采用复合材料能够提供更好的机动性能和稳定性。
此外,在航天器设计中,使用复合材料可以减轻重量并提供更好的抗辐射和抗高温能力。
结论复合材料在航空领域的应用越来越广泛,对于提升飞机整体性能和安全性起到了重要作用。
随着科学技术的进步和人们对于环保和节能要求的日益增强,相信复合材料在航空领域将会有更大的发展前景,并将持续推动这一行业向更加先进和可持续方向发展。
复合材料在航空航天中的应用

复合材料在航空航天中的应用咱先来说说啥是复合材料哈。
简单来讲,复合材料就是把不同的材料组合在一起,就像搭积木一样,让它们的优点凑一块,变得更厉害。
比如说,把强度高的纤维和耐磨损的树脂放在一块儿,就成了一种新的厉害材料。
在航空航天领域,复合材料那可是大显身手。
就拿飞机来说吧,以前的飞机大多是用金属做的,又重又不灵活。
但现在有了复合材料,情况就大不一样啦!我记得有一次坐飞机,正好靠窗,我就盯着那飞机的翅膀看。
旁边的一个小朋友好奇地问我:“叔叔,这飞机翅膀是用啥做的呀?”我就跟他说:“这翅膀呀,很多部分都是复合材料做的哟。
”小朋友瞪大眼睛,一脸不可思议。
复合材料让飞机变得更轻啦,这样就能飞得更远、更省油。
而且它的强度还特别高,能承受住飞行中的各种压力和冲击。
你想想,飞机在天上飞,遇到气流啥的,要是材料不结实,那可就危险啦。
航天领域也是一样。
火箭的外壳很多也是复合材料做的。
以前的火箭外壳又重又不耐高温,现在用了复合材料,耐高温的同时还减轻了重量,让火箭能带着更多的东西飞到太空去。
就像前段时间看的一个纪录片,讲的是新一代的航天飞行器的研发过程。
研发团队为了找到最合适的复合材料,那可是做了无数次的实验。
有时候为了测试一种新的复合材料在极端环境下的性能,他们得在实验室里熬上好几个通宵。
最终,他们成功了,新的复合材料让飞行器的性能有了巨大的提升。
在航空航天中,复合材料的应用可不只是在飞机和火箭的外壳上。
飞机内部的一些零部件,比如座椅的框架、行李架啥的,也都开始用复合材料了。
这不仅减轻了重量,还让飞机内部的空间更大更舒适。
还有那些卫星,小小的身体里也藏着不少复合材料的奥秘。
为了能在太空那种恶劣的环境中正常工作,卫星的结构材料就得既轻又耐用,复合材料正好满足了这些要求。
总之啊,复合材料在航空航天领域的应用那真是越来越广泛,给我们的蓝天梦想和星辰大海之旅带来了更多的可能。
说不定未来,还会有更神奇的复合材料出现,让我们的飞行变得更加不可思议!回想那次飞机上和小朋友的对话,我相信,等他长大了,一定能看到更多复合材料带来的惊喜。
复合材料在民用航空飞机中的应用

复合材料在民用航空飞机中的应用复合材料在民用航空飞机中的应用越来越广泛,主要是为了实现飞机的减重、耐腐蚀和降低成本。
复合材料结构具有轻质化、小型化和高性能化等特点,可以提高飞机的抗震动动稳定性、气动弹性、超声速巡航、过失速飞行控制、耐热性能、抗冲击损伤能力、前翼飞机先进气动布局和抗雷击防护等方面的实际应用效果。
复合材料是由两种或两种以上的原材料通过各种工艺方法组合成的新材料。
与单一均质材料相比,复合材料具有质量轻、抗震动、抗裂纹、耐热、抗冲击、防雷击等方面的优越性。
与金属材料相比,在导电性和成形工艺等方面也有显著差异。
复合材料飞机密封、静电防护和抗雷击方面的作用十分重要。
在民用航空飞机中,增强纤维主要有碳纤维、玻璃纤维、芳纶和硼纤维等。
碳纤维因其产量高、性能好、纤维类型规格多、成本低经济实惠等特点,在民用航空飞机结构上应用最为广泛。
碳纤维增强树脂基复合材料在航天飞机舱门、机械臂和压力等方面有着重要的应用。
几种飞机结构上常用纤维的性能比较如表1所示。
复合材料在民航飞机上的应用功用主要是为了实现飞机的减重、耐腐蚀和降低成本。
波音飞机777/787和空中客车A330/A340/A380上复合材料的应用,标志着航空飞机复合材料结构设计发展已经成熟。
复合材料飞机结构技术是以实现高结构效率、减轻飞机重量、改善飞机气动弹性和结构的坚固性等综合性能为目标的高新技术。
Carbon fiber rced resin-XXX and pressure vessels。
with the most critical being the thermal tiles of the space shuttle。
which can ensure its safe repeated flight。
while the rced carbon/carbon material RCC can enable the space XXX 1700℃ XXX.In n。
复合材料在航空工程中的应用

复合材料在航空工程中的应用复合材料是由两种或两种以上的材料组成的,它们具有各自的优点和缺点。
航空工程是一个十分精密和复杂的领域,要求所有的部件都要非常轻巧,同时还要承受巨大的负荷。
利用复合材料来制造航空部件已经成为业内的主流。
在这篇文章中,我们将探讨复合材料在航空工程中的应用。
1.复合材料的种类复合材料的种类很多。
最常见的种类是石墨纤维双向编织复合材料,它以其高强度、高刚度及抗腐蚀等特点优势,被广泛应用于航空工程。
另一个种类是碳纤维增强材料,由于其具有高强度、轻质、高温耐性等特点,在飞机上的应用也越来越广泛。
2.复合材料在航空工程中的应用航空工程是一个非常具有挑战性的领域,要求所有的航空部件都必须轻便而且强壮。
因此,复合材料在航空工程中得到了广泛的应用。
(1)飞机机身在航空工程中,飞机机身是由航空铝合金和复合材料构成的。
除了铝合金材料用于机身底部的固定和支撑外,其余的部分都用复合材料构成。
这大大降低了机身的重量,同时也提升了机身的强度和耐用性。
(2)飞机尾翼尾翼是飞机的关键部分之一。
它对飞机的飞行稳定性有着巨大的影响。
在航空工程中,复合材料在尾翼的应用越来越广泛。
在飞机的水平和垂直尾翼上,广泛应用了纤维增强复合材料,这可以减轻飞机的重量并提高其机动性。
(3)飞机引擎舱壳体在航空工程中,飞机站下强烈的气流冲击和飞行时的高温高压环境,因此引擎舱壳体的强度和耐用性至关重要。
复合材料因其高的强度和抗氧化性,成为了制造引擎舱壳体的首选材料。
(4)飞机螺旋桨在航空工程中,螺旋桨通常是高度标准化的精密零件。
而复合材料的高强度和轻量化优势,使其成为螺旋桨制造的理想材料。
现在大多数商用飞机使用的都是复合材料螺旋桨。
3.复合材料的未来应用复合材料的应用已经在航空工程中变得越来越常见,未来的发展也肯定也比现在更广阔。
需要注意的是,复合材料存在着一些挑战。
例如,难以修复、制造成本高等问题。
这需要企业在未来的开发和应用中加倍努力,克服这些问题,深耕行业。
复合材料在航空航天领域的应用

复合材料在航空航天领域的应用
一、研究背景
近年来,随着航空航天技术的飞速发展,复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛,已经成为一种重要的科学技术发展趋势。
复合材料是由两种或以上不同特性的材料(称为母材料),通过物理或化学结合在一起,形成一种新的功能材料而产生的。
复合材料具有轻质、强度高、热稳性好、耐高温、耐腐蚀、抗冲击、电性能好等众多优点,在航空航天产品中有着重要的应用。
二、复合材料的应用
1、复合材料在航空航天领域中最主要的用处是制造航空器、宇宙飞船和航天站,复合材料通常用作舾装结构和热隔绝层。
2、复合材料在航空航天领域的典型应用,主要有宇宙飞船、航空器、卫星、航天站、火箭等,复合材料用于制造航空器、宇宙飞船的外壳,能够更有效地减轻重量,提高飞行性能,减少大气阻力,减少燃油消耗,大大降低成本,保证航空安全。
三、复合材料的发展趋势
随着科技的不断发展,复合材料在航空航天领域的应用也在不断深入。
未来,复合材料的发展将以更高的效率与质量研发更先进、性能更强的新复合材料为主,研发更先进的技术,如高性能热控材料和高强度的复合材料,为航空航天产品的更安全、更轻质、更高性能的发展奠定基础。
- 1 -。
复合材料在航空领域的应用

复合材料在航空领域的应用
复合材料是指由两种或两种以上不同的材料组成的新材料,具有多种
材料的优点和互补性能。
在航空领域,复合材料具有重量轻、强度高、耐
腐蚀、热稳定性好等优点,因此被广泛应用于飞机的结构件、外壳、发动
机舱等部位。
本文将从复合材料在飞机结构中的应用、外壳及涂层中的应
用以及在发动机舱中的应用等方面进行论述。
首先,复合材料在飞机结构中的应用广泛,主要体现在机翼、尾翼、
襟翼等部位。
由于复合材料具有较高的强度和刚度,可以减少结构重量,
提高飞机的机动性和燃油效率。
例如,波音公司的777客机采用了大量的
复合材料结构件,使整机减重约20%,燃油效率提高了10%以上。
此外,
复合材料还具有良好的耐腐蚀性能,可以延长飞机使用寿命,减少维护成本。
其次,复合材料在飞机外壳中的应用也非常重要。
飞机外壳是保护乘
客和货物免受外界环境影响的重要部位。
复合材料具有优异的抗疲劳性能
和耐腐蚀性能,可以提供更好的保护。
此外,复合材料的制备工艺灵活,
可以制造出各种形状和尺寸的外壳,以满足不同型号和用途的飞机的需求。
例如,波音公司的787梦想飞机采用了大量的复合材料外壳,使整机的飞
行距离和航程得到了大幅度的增加。
总之,复合材料在航空领域的应用非常广泛,不仅可以减少飞机的自重,提高燃油效率,还可以提供更好的抗疲劳性能和防腐蚀性能。
未来,
随着航空科技的不断发展和复合材料技术的进一步成熟,相信复合材料在
航空领域的应用将会进一步扩大。
复合材料在航空工程中的应用

复合材料在航空工程中的应用航空工程是一个高度复杂而又充满挑战的领域,随着科技的不断进步,复合材料在航空工程中的应用越来越广泛。
复合材料由两种或多种不同材料的组合而成,具有独特的优势和特性,因此被广泛用于航空工程中的设计和制造。
首先,复合材料在航空工程中的应用主要体现在飞机机身结构上。
相比于传统的金属结构,复合材料具有更轻质和更高的强度,能够提高飞机的整体性能。
例如,碳纤维复合材料具有优异的机械性能和耐久性,可以承受高负荷和极端环境条件,从而提高了飞机的飞行效率和使用寿命。
此外,复合材料的设计灵活性也使得飞机的外形更加流线型,减少了阻力,提升了飞行速度和燃油效率。
其次,复合材料在航空工程中的应用还涉及到飞机部件的制造。
在过去,航空工程中的部件制造需要通过焊接或螺栓固定来完成。
而现在,复合材料的使用则实现了更为高效和精确的制造过程。
例如,使用复合材料可以通过模压而非传统的切割和焊接来制造机翼,提高了部件的一致性和质量。
此外,复合材料的可塑性和可切割性也使得航空工程中的部件制造过程更加灵活和可靠。
另外,复合材料在航空工程中的应用也有助于改善飞机的飞行安全性。
航空工程对于材料的要求非常高,需要能够在极端条件下保持稳定性和强度。
复合材料由于其良好的抗冲击性和抗腐蚀性,在飞机领域具有巨大潜力。
例如,用于制造飞机机身的复合材料能够有效减少振动和噪音,并增加乘客的舒适度。
同时,复合材料也能够抵抗腐蚀和疲劳,延长飞机的使用寿命,提高整体的安全性能。
在航空工程中,复合材料的应用还能够降低生产成本。
尽管复合材料的制造相对较为复杂,但由于其轻质和高强度的特点,可以减少航空器的总重量,进而减少燃料消耗和运营成本。
此外,复合材料还能够减少零部件的数量,简化装配过程,提高生产效率和降低人力成本。
因此,尽管初期投资相对较高,但长期来看,复合材料在航空工程中的应用能够实现成本的节约和效益的提升。
综上所述,复合材料在航空工程中的应用具有广泛的优势和潜力。
复合材料在航空领域的用途

复合材料在航空领域的用途航空工业是一个高度技术化和创新性的领域,复合材料作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的新型材料,在航空领域得到了广泛的应用。
复合材料由两种或两种以上的材料组合而成,具有优异的性能,能够满足飞机在强度、刚度、耐热性、耐腐蚀性等方面的要求。
本文将探讨复合材料在航空领域的用途,以及其在飞机制造、航空器结构、航空航天技术等方面的重要作用。
一、复合材料在飞机制造中的应用1. 复合材料在飞机机身中的应用飞机机身是飞机的主要结构之一,承担着飞行载荷和保护乘客的重要任务。
传统的金属材料虽然强度高,但密度大,容易生锈,而且加工复杂。
相比之下,复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,能够大幅减轻飞机自重,提高飞机的燃油效率和飞行性能。
因此,复合材料在飞机机身中得到广泛应用,使得飞机更加安全可靠。
2. 复合材料在飞机机翼中的应用飞机机翼是飞机的另一个重要部件,直接影响飞机的升力和飞行稳定性。
复合材料具有优异的强度和刚度,能够有效减轻机翼的重量,提高飞机的升力系数和飞行效率。
同时,复合材料还具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能,能够延长机翼的使用寿命,降低维护成本。
因此,复合材料在飞机机翼中的应用也越来越广泛。
二、复合材料在航空器结构中的应用1. 复合材料在航空器机身中的应用除了民用飞机,军用飞机和无人机等航空器也广泛采用复合材料作为机身结构材料。
复合材料具有优异的隐身性能,能够有效减小雷达反射截面,提高飞机的隐身性能。
同时,复合材料还具有良好的抗弹性和抗冲击性能,能够提高航空器的生存能力和作战效果。
因此,复合材料在航空器机身中的应用对于提高航空器的综合性能具有重要意义。
2. 复合材料在航空器翼面中的应用航空器的翼面是承受飞行载荷和提供升力的重要部件,对于航空器的飞行性能和稳定性起着至关重要的作用。
复合材料具有优异的强度和刚度,能够有效减轻翼面的重量,提高航空器的升力系数和飞行效率。
同时,复合材料还具有良好的耐热性能和耐腐蚀性能,能够适应复杂的飞行环境和恶劣的气候条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《飞行器设计与工程专业技术讲座(三)》结课报告班级:学号:姓名:日期:2016年10月09日复合材料在航空中的应用前言现代高科技的发展离不开复合材料,复合材料[1] 对现代科学技术的发展,有着十分重要的作用。
复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。
进入21世纪以来,全球复合材料市场快速增长,亚洲尤其中国市场增长较快。
2003~2008年间中国年均增速为15%,印度为9.5%,而欧洲和北美年均增幅仅为4%。
一.复合材料的简介复合材料,是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
复合材料使用的历史可以追溯到古代。
从古至今沿用的稻草或麦秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。
20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。
50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。
70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。
这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。
二.在航空中常用的复合材料60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×10厘米(cm),比模量大于4×10cm。
为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。
按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。
其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。
先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。
目前航空航天领域应用较广的复合材料航空主要包括树脂基复合材料、金属基复合材料、碳基复合材料和陶瓷基复合材料。
1.树脂基复合材料树脂基复合材料有玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛、石英/酚醛、碳/酚醛、涤纶/酚醛材料和以不同树脂为基体的低密度烧蚀材料。
其中玻璃/酚醛、高硅氧/酚醛和石英/酚醛材料属于碳化--熔化型烧蚀村料,适用于中等焓值和中等热流密度的工作环境再入飞行器和中等推力的固体火箭发动机防热材料;碳/酚醛材料属于碳化--升华型烧蚀材料,适用于能发挥升华效应的较高焓值和较高热流密度的工作环境,可用于更远距离再入飞行器和高性能固体火箭发动机喷管等;涤纶/酚醛材料和低密度烧蚀材料适用于高焓、低热流和较长时间再入的航天飞行器如返回式卫星和飞船等。
树脂基介电--防热材料有高硅氧/聚四氟乙烯材料,它属于升华--熔化型烧蚀材料,烧蚀过程中不生成碳,具有良好的透波性能,烧蚀性能与高硅氧/酚醛相匹配,用作航天器天线窗口材料。
先进树脂基复合材料是以高性能纤维为增强体、高性能树脂为基体的复合材料。
与传统的钢、铝合金结构材料相比,它的密度约为钢的1/5,铝合金的1/2,且比强度与比模量远高于后二者。
目前用途最广的主要有碳纤维复合材料( CFRP)和芳纶纤维复合材料( AFRP)。
CFRP 具有比强度高、耐高温、减振性好、耐疲劳性能优越等突出优点,是目前民用飞机上用量最大,也是航空航天等尖端科技领域发展较为成熟的先进复合材料[2]。
AFRP热稳定性好,耐介质性能优良,可作为复合装甲材料,有较强的防护力。
国外近年致力于将该种材料用于制作军、民用飞机的"光谱屏蔽"材料,其关键性能指标------抗冲击性能相当出色。
2.金属基复合材料金属基复合材料主要是指以Al、Mg等轻金属为基体的复合材料。
在航空和宇航方面主要用它来代替轻但有毒的铍。
这类材料具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性,已成为在许多应用领域最具商业吸引力的材料,并且在国外已实现商品化。
而在我国仅有少量批量生产,以汽车及机械零件为主,年产量仅5000吨左右,与国外差距较大[3]。
3.陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料陶瓷基复合材料和碳/碳复合材料属于耐热结构复合材料。
目前美国和西欧各国侧重于对陶瓷基复合材料在航空和军事应用上的研究。
美国国防部一直把这项技术列入重点投资项目,仅1992年美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费就高达3500万美元[4];法国SEP公司用陶瓷基复合材料制成的SCD-SEP火箭试验发动机已通过点火试车,并使结构减重50%[5]。
国内从20世纪90年代初开始进行该领域的研究,目前尚未有批量生产的报道。
我国获得应用的陶瓷基耐高温防热/透波阻及防热,透波,承载多功能复合材料主要为二氧化硅基复合材料。
二氧化硅基透波复合材料是以二氧化硅材料为基体,采用高硅氧纤维织物或石英纤维织物作为增强体,经浸渍增密、热处理、防潮处理等工艺技术途径制备的复合材料,具有优良的防热、耐热、透波、承载及抗冲击等功能。
三.应用现状1.飞机机身上的应用先进复合材料用于加工主承力结构和次承力结构、其刚度和强度性能相当于或超过铝合金的复合材料。
目前被大量地应用在飞机机身结构制造上和小型无人机整体结构制造上。
飞机用复合材料经过近40年的发展,已经从最初的非承力构件发展到应用于次承力和主承力构件, 可获得减轻质量( 20-30)% 的显著效果。
目前已进入成熟应用期,对提高飞机战术技术水平的贡献、可靠性、耐久性和维护性已无可置疑, 其设计、制造和使用经验已日趋丰富。
迄今为止, 战斗机使用的复合材料占所用材料总量的30%左右,新一代战斗机将达到40%;直升机和小型飞机复合材料用量将达到( 70-80)%左右, 甚至出现全复合材料飞机。
[5]“科曼奇”直升机的机身有70% 是由复合材料制成的,但仍计划通过减轻机身前下部质量,以及将复合材料扩大到配件和轴承中,以使飞机再减轻15%的质量。
“阿帕奇”为了减轻质量,将采用复合材料代替金属机身。
使用复合材料,未来的联合运输旋转翼(JTR)飞机的成本将减少6% ,航程增加55% ,或者载荷增加36%,以典型的第四代战斗机F/A-22为例复合材料占24.2% , 其中热固性复合材料占23.8%,热塑性复合材料占0.4%左右。
热固性复合材料的70% 左右为双马来酰亚胺树脂(BMI,简称双马)基复合材料[6],生产200多种复杂零件,其它主要为环氧树脂基复合材料,此外还有氰酸酯和热塑性树脂基复合材料等。
主要应用部位为机翼、中机身蒙皮和隔框、尾翼等。
近10年来,国内飞机上也较多的使用了复合材料。
例如由国内3家科研单位合作开发研制的某歼击机复合材料垂尾壁板, 比原铝合金结构轻21kg, 减质量30% 。
北京航空制造工程研究所研制并生产的QY8911/HT3。
双马来酰亚胺单向碳纤维预浸料及其复合材料已用于飞机前机身段、垂直尾翼安定面、机翼外翼、阻力板、整流壁板等构件。
由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C热塑性树脂单向碳纤维预浸料及其复合材料,具有优异的抗断裂韧性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲劳性能,适合制造飞机主承力构件,可在120℃下长期工作,已用于飞机起落架舱护板前蒙皮。
在316℃这一极限温度下的环境中,复合材料不仅性能优于金属,而且经济效益高。
据波音公司估算,喷气客机质量每减轻1kg,飞机在整个使用期限内即可节省2200美元。
2.航空涡轮发动机上的应用由于具有密度小、比强度高和耐高温等固有特性,复合材料在航空涡轮发动机上应用的范围越来越广且比例越来越大,使航空涡轮发动机向“非金属发动机”或“全复合材料发动机”方向发展。
(1)树脂基复合材料凭借比强度高,比模量高,耐疲劳与耐腐蚀性好,阻噪能力强的优点,树脂基复合材料在航空发动机冷端部件(风扇机匣、压气机叶片、进气机匣等)和发动机短舱、反推力装置等部件上得到广泛应用。
如JTAGG验证机的进气机匣采用碳纤维增强的PMR15树脂基复合材料,比采用铝合金质量减轻26%;F136发动机采用与F110-132发动机相似的复合材料风扇机匣,使质量减轻9kg。
( 2)碳化硅纤维增强的钛基复合材料[7]凭借密度小( 有的仅为镍基合金的1/2),比刚度和比强度高,耐温性好等优点,碳化硅纤维增强的钛基复合材料在压气机叶片、整体叶环、盘、轴、机匣、传动杆等部件上已经得到了广泛应用。
( 3)陶瓷基复合材料[8]目前主要的陶瓷基复合材料产品是以SiC或C纤维增强的SiC和SiN基复合材料。
凭借密度较小(仅为高温合金的1/3-1/4),力学性能较高,耐磨性及耐腐蚀性好等优点,陶瓷基复合材料,尤其是纤维增强陶瓷基复合材料,已经开始应用于发动机高温静止部件(如喷嘴、火焰稳定器),并正在尝试应用于燃烧室火焰筒、涡轮转子叶片、涡轮导流叶片等部件上。
3.航空隐身材料上的应用新型隐身材料对于飞机和导弹屏蔽或衰减雷达波或红外特征,提高自身生存和突防能力,具有至关重要的作用。
在雷达波隐身材料方面,除涂层外,复合材料作为结构隐身材料正日益引起人们的关注,主要为碳纤维增强热固性树脂基复合材料(如C/EP、C/PI或C/BMI)和热塑性树脂基复合材料(如C/PEEK,C/PPS),目前已经得到了某些应用。
四. 发展前景复合材料是未来发展我国航空航天工程最有前途的材料,在未来的研制中涡轮发动机材料必须在抗拉强度、蠕变阻力、低和高循环疲劳、耐高温腐蚀和耐冲击损伤等方面满足要求。
提高复合材料高耐热性、强度和韧性是发展复合材料的关键,今后在耐高温材料上应重点研制结构陶瓷、陶瓷复合材料, 和微叠层复合材料。
同时要在研究低成本复合材料的制造技术上加大力度。
参考文献[1]中国复合材料网[2] 科学研究动态监测中心. 战略高技术研究动态监测快报[R]. 成都: 中科院成都文献情报中心, 2005[3] 孙晋良. 当前中国尖端材料发展的现状和趋势[R].上海: 中国复合材料学会, 2004.[4] OKOJIE R S, SA VRUN E, NGUYEN P, et al Relirbility Evaluation of Direct Chip Attached Silicon Carbide Pressure Transducers[A]. 3rd International Conferenceon Sensors[ C]. Vienna, Austria: 2004. 24-27.[5] 张佐光. 功能复合材料[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004. 22-30.[6] 邓云, 王欣, 李建国, 等. 新型海冰调查设备--冰样压缩机[J]. 海洋技术, 2006, 25(1) : 50-53[7] 张世银, 汪仁和. 多功能冻土三轴试验机的研制与应用[J]. 试验技术与试验机, 2007, 47( 1) : 67-70[8] 高向群, T. H. Jacka. 人造冰和冰芯冰蠕变和方位组构发展对比[J]. 冰川冻土, 1995, 17(4) : 343-349对所学专业的认识和发展的打算飞行器设计与工程专业(代码082501)属于工学大类,航空航天类。