復合材料與飛機結構
❶ 國產大飛機復合材料
20世紀40年代,因航空工業的需要,發展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼)。專60年代,為滿足航屬空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料,其比強度大於4×106厘米(cm),比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別,將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同,先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先進復合材料除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復 第五代戰機復合材料合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執行功能,能適應環境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。
❷ 製造飛機的材料多數是復合材料嗎
目前來講來,是鋁合金、自鈦合金、復合材料平分秋色,復合材料雖然應用日益擴大,但因其自身的一些性能特點,並不存在完全取代其他材料的可能。對於固定翼飛機,蒙皮、垂尾、水平安定面這些次承力結構應該是最容易被復合材料替代的,隨著材料體系的發展,大梁之類的主承力結構也開始逐漸使用復合材料。目前代表軍機頂端的F-35,復合材料用量比例大約為40%,民機波音787要更高一些,達到了61%。至於國內,最先進的型號,比例應該也未超過20%。
❸ 全復合材料飛機有怎樣的性能
美國貝奇飛機製造公司製造出世界上第一架全復合材料密封飛機。這架內飛機載客10人,容由2600個部件組成,部件少也降低了發生事故的概率。它使用了耐熱性能好的碳纖維層,中間夾有環氧化物。石墨和環氧化物的保護層包裹著一種蜂窩狀材料。這種復合結構要比目前普遍使用的鋁、鋼和鈦的合金材料輕一半,強度和耐熱性幾乎相同。
❹ 航空上用的復合材料主要是什麼
碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等高性能纖維為增強材料的復合材料。
波音內787夢幻是復合材料集中應用容的傑作,lz可以查閱相關介紹。
以下援引自百毒網路
復合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於復合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的 殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。
這段話說了航空復合材料主要做飛機機翼和前機身、發動機殼體。
60年代,為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料,其比強度大於4×106厘米(cm),比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別,將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同,先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。
這段話說得就是lz問的部分。「航空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料」
❺ 飛機的殼是什麼材料做的
蒙皮是鋁合金,承力框架是硬鋁和超硬鋁,機身縱梁和機翼翼梁是高強度鋼或鈦合金,起落架版是超高強權度鋼,平尾,垂尾等受力較低的部位是玻璃纖維,碳纖維復合材料等.
發動機風扇是鈦合金,壓氣機前幾級是鈦合金或鋁合金,後幾級壓氣機是不銹鋼或高溫鈦合金,火焰筒和渦輪是鎳基耐熱合金,發動機機匣是不銹鋼.舷窗聚碳酸酯.其他還會用到一定的銅,橡膠等材料.
❻ 飛機是復合材料的缺點是什麼
目前,技術上最領先的航空復合材料可以應用在除發動機、起落架和中央承重結構等回其他必須使用答金屬的部位以外的任何位置上,包含飛機的主體框架在內。 復合材料的主要缺陷是不耐高溫、如果出現裂縫難以及時發現(因為它不是金屬,不能用金屬探傷檢測器直接檢查)、同時一些材料的合成技術比金屬冶煉還要高。
❼ 製造飛機的材料大多是復合材料對嗎
這是不準確的,製造飛機的材料主要是鋁合金和鈦合金及復合材料,近版年來,復合材料在飛機權上的應用日益擴大,但因其自身的一些性能特點,並不存在完全取代其他材料的可能。對於固定翼飛機,蒙皮、垂尾、水平安定面這些次承力結構都可以應用復合材料,隨著材料體系的發展,大梁之類的主承力結構也開始逐漸使用復合材料。目前代表軍機頂端的F-35,復合材料用量比例大約為40%,民用飛機波音787,空客380復合材料應用率更高一些,我們的國產大飛機C919也有應用到碳纖維復合材料。
❽ 實用飛機復合材料結構設計與製造
真是好用的很。。很多東西不明白的,看了之後就豁然開朗啦。。
對於復材結構講解的非常到位。。接頭設計更是不一般。和金屬結構有差異。。
❾ 飛機結構的題
鈦合金在航空工業中的應用主要是製作飛機的機身結構件、起落架、支撐梁、發動機壓氣機盤、葉片和接頭等;在航天工業中,鈦合金主要用來製作承力構件、框架、氣瓶、壓力容器、渦輪泵殼、固體火箭發動機殼體及噴管等零部件。50年代初,在一些軍用飛機上開始使用工業純鈦製造後機身的隔熱板、機尾罩、減速板等結構件;60年代,鈦合金在飛機結構上的應用擴大到襟翼滑軋、承力隔框、起落架梁等主要受力結構中;70年代以來,鈦合金在軍用飛機和發動機中的用量迅速增加,從戰斗機擴大到軍用大型轟炸機和運輸機,它在F14和F15飛機上的用量占結構重量的25%,在F100和TF39發動機上的用量分別達到25%和33%;80年代以後,鈦合金材料和工藝技術達到了進一步發展,一架B1B飛機需要90402公斤鈦材。現有的航空航天用鈦合金中,應用最廣泛的是多用途的a+b型Ti-6Al-4V合金。近年來,西方和俄羅斯相繼研究出兩種新型鈦合金,它們分別是高強高韌可焊及成形性良好的鈦合金和高溫高強阻燃鈦合金,這兩種先進鈦合金在未來的航空航天業中具有良好的應用前景。先進復合材料是比通用復合材料有更高綜合性能的新型材料,它包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和碳基復合材料等,它在軍事工業的發展中起著舉足輕重的作用。先進復合材料具有高的比強度、高的比模量、耐燒蝕、抗侵蝕、抗核、抗粒子雲、透波、吸波、隱身、抗高速撞擊等一系列優點,是國防工業發展中最重要的一類工程材料。金屬基復合材料具有高的比強度、高的比模量、良好的高溫性能、低的熱膨脹系數、良好的尺寸穩定性、優異的導電導熱性在軍事工業中得到了廣泛的應用。鋁、鎂、鈦是金屬基復合材料的主要基體,而增強材料一般可分為纖維、顆粒和晶須三類,其中顆粒增強鋁基復合材料已進入型號驗證,如用於F-16戰斗機作為腹鰭代替鋁合金,其剛度和壽命大幅度提高。碳纖維增強鋁、鎂基復合材料在具有高比強度的同時,還有接近於零的熱膨脹系數和良好的尺寸穩定性,成功地用於製作人造衛星支架、L頻帶平面天線、空間望遠鏡、人造衛星拋物面天線等;碳化硅顆粒增強鋁基復合材料具有良好的高溫性能和抗磨損的特點,可用於製作火箭、導彈構件,紅外及激光制導系統構件,精密航空電子器件等;碳化硅纖維增強鈦基復合材料具有良好的耐高溫和抗氧化性能,是高推重比發動機的理想結構材料,目前已進入先進發動機的試車階段。在兵器工業領域,金屬基復合材料可用於大口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈彈托,反直升機/反坦克多用途導彈固體發動機殼體等零部件,以此來減輕戰斗部重量,提高作戰能力。陶瓷基復合材料是以纖維、晶須或顆粒為增強體,與陶瓷基體通過一定的復合工藝結合在一起組成的材料的總稱,由此可見,陶瓷基復合材料是在陶瓷基體中引入第二相組元構成的多相材料,它克服了陶瓷材料固有的脆性,已成為當前材料科學研究中最為活躍的一個方面。陶瓷基復合材料具有密度低、比強度高、熱機械性能和抗熱震沖擊性能好的特點,是未來軍事工業發展的關鍵支撐材料之一。陶瓷材料的高溫性能雖好,但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相變增韌、微裂紋增韌、彌散金屬增韌和連續纖維增韌等。陶瓷基復合材料主要用於製作飛機燃氣渦輪發動機噴嘴閥,它在提高發動機的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。碳-碳復合材料是由碳纖維增強劑與碳基體組成的復合材料。碳-碳復合材料具有比強度高、抗熱震性好、耐燒蝕性強、性能可設計等一系列優點。碳-碳復合材料的發展是和航空航天技術所提出的苛刻要求緊密相關。80年代以來,碳-碳復合材料的研究進入了提高性能和擴大應用的階段。在軍事工業中,碳-碳復合材料最引人注目的應用是太空梭的抗氧化碳-碳鼻錐帽和機翼前緣,用量最大的碳-碳產品是超音速飛機的剎車片。碳-碳復合材料在宇航方面主要用作燒蝕材料和熱結構材料,具體而言,它是用作洲際導彈彈頭的鼻錐帽、固體火箭噴管和太空梭的機翼前緣。目前先進的碳-碳噴管材料密度為1.87~1.97克/厘米3,環向拉伸強度為75~115兆帕。近期研製的遠程洲際導彈端頭帽幾乎都採用了碳-碳復合材料。超高強度鋼是屈服強度和抗拉強度分別超過1200兆帕和1400兆帕的鋼,它是為了滿足飛機結構上要求高比強度的材料而研究和開發的。超高強度鋼大量用於製造火箭發??壓容器和一些常規武器。由於鈦合金和復合材料在飛機上應用的擴大,鋼在飛機上用量有所減少,但是飛機上的關鍵承力構件仍採用超高強度鋼製造。目前,在國際上有代表性的低合金超高強度鋼300M,是典型的飛機起落架用鋼。此外,低合金超高強度鋼D6AC是典型的固體火箭發動機殼體材料。超高強度鋼的發展趨勢是在保證超高強度的同時,不斷提高韌性和抗應力腐蝕能力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。鎢的熔點在金屬中最高,其突出的優點是高熔點帶來材料良好的高溫強度與耐蝕性,在軍事工業特別是武器製造方面表現出了優異的特性。在兵器工業中它主要用於製作各種穿甲彈的戰斗部。鎢合金通過粉末預處理技術和大變形強化技術,細化了材料的晶粒,拉長了晶粒的取向,以此提高材料的強韌性和侵徹威力。我國研製的主戰坦克125Ⅱ型穿甲彈鎢芯材料為W-Ni-Fe,採用變密度壓坯燒結工藝,平均性能達到抗拉強度1200兆帕,延伸率為15%以上,戰技指標為2000米距離擊穿600毫米厚均質鋼裝甲。目前鎢合金廣泛應用於主戰坦克大長徑比穿甲彈、中小口徑防空穿甲彈和超高速動能穿甲彈用彈芯材料,這使各種穿甲彈具有更為強大的擊穿威力。求採納
❿ 先進復合材料在軍用飛機上,民用飛機上有什麼應用
為了提高軍用飛機性能,美國空軍材料研究所早在20世紀50年代中期就開始尋求比已經採用的鋁合金、鈦合金等金屬材料的比強度、比剛度更大的材料。為此,研究開發了先進樹脂基復合材料、鋁鋰合金等輕質高性能材料。先進樹脂基復合材料在航空、航天飛行器結構上的應用獲得了成功,現已成為與鋁合金、鈦合金、鋼並駕齊驅的四大結構材料之一。先進樹脂基復合材料的用量已經成為飛機先進性的一個重要標志。
復合材料飛機結構技術是以實現高結構效率和改善飛機氣動彈性與隱身等綜合性能為目的的高新技術。先進樹脂基復合材料的應用,對飛機結構輕質化、小型化和高性能化起著至關重要的作用。復合材料結構特點和應用效果,在高性能戰斗機實現隱身、超聲速巡航、過失速飛行控制,前掠翼飛機先進氣動布局的實際應用,艦載攻擊/戰斗機耐腐蝕性改善和輕質化,直升機長壽命和輕質與隱身化等諸多方面得到了展現。復合材料技術已成為影響飛機發展的關鍵技術之一。
美國空軍F-117隱身戰斗機採用碳纖維增強環氧復合材料做成骨架和外面的蒙皮,沒有金屬表面,也沒有金屬鉚釘反射雷達波;美國1989年首飛的隱身轟炸機B-2,復合材料占結構用量的50%;F-22基本構型沒有採用特殊的外形隱身措施,沒有過多犧牲機動性,而它傳奇般的隱身性能主要是通過復合材料和隱身塗料完成的。而F-35中應用復合材料已佔到結構質量的30%~35%;「旅遊者號」(Voyager)全復合材料飛機於1986年創下了不加油、不著陸連續環球飛行9天,航程40 252千米的世界紀錄,其碳纖維結構用量大於90%,飛機的結構重量只有453 千克,載油量3噸。
軍用飛機中復合材料結構件的成功應用,給民用飛機的材料選擇帶來了巨大的影響,波音、空客等干線客機中復合材料在結構材料中的應用比例也越來越高。空客A380是550座級超大型寬體客機,整機採用了較多的復合材料(23%),大大減輕了飛機重量,減少了油耗和排放,降低了營運成本。波音787「夢想」飛機則是200座~300座級飛機,航程隨具體型號不同可覆蓋6 500~16 000千米。它使用碳纖維、有機纖維、玻璃纖維增強樹脂以及各種混雜纖維的復合材料製造了機翼前緣、壓力容器、引擎罩等構件,不僅使結構重量減輕,還提高了飛機的各種飛行性能。波音787中復合材料的用量達50%,這可使其比目前同類飛機節省20%的燃油消耗。空客公司由於受到波音公司復合材料高用量的威脅,計劃在A350飛機上將復合材料的用量再次提高到53%,以形成與波音787飛機的競爭。而倍受國人關注的國產大飛機C919復合材料的用量也將達到 20%以上。復合材料在飛機上的應用經歷了從次承力構件—尾翼主承力構件—機翼—機身主承力構件的發展,已成為飛機結構的主要材料。