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全复合材料飞机有怎样的性能?

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全复合材料飞机有怎样的性能?

美国贝奇飞机制造公司制造出世界上第一架全复合材料密封飞机。这架飞机载客10人,由2600个部件组成,部件少也降低了发生事故的概率。

它使用了耐热性能好的碳纤维层,中间夹有环氧化物。

石墨和环氧化物的保护层包裹着一种蜂窝状材料。这种复合结构要比目前普遍使用的铝、钢和钛的合金材料轻一半,强度和耐热性几乎相同。

航空上用的复合材料主要是什么 航空上用的复合材料简述

1、航空上用的复合材料主要有碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等高性能纤维为增强材料的复合材料。 2、由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。

3、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4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。

4、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。

为什么由复合材料制成的飞机零部件需要贴膜

复合材料由不同的材料组成,具有良好的强度和刚度,但其表面粗糙,对空气动力学的效果较差,容易形成空气阻力。因此,为了提高飞机的飞行性能,需要给复合材料表面贴上膜,以改善表面光滑度,减小空气阻力,从而提高飞行效率。

此外,复合材料表面易受外界环境的影响,贴膜可以有效防止气候、风等外力的侵蚀,延长复合材料零部件的使用寿命。

先进复合材料在军用飞机上,民用飞机上有什么应用?

为了提高军用飞机性能,美国空军材料研究所早在20世纪50年代中期就开始寻求比已经采用的铝合金、钛合金等金属材料的比强度、比刚度更大的材料。为此,研究开发了先进树脂基复合材料、铝锂合金等轻质高性能材料。

先进树脂基复合材料在航空、航天飞行器结构上的应用获得了成功,现已成为与铝合金、钛合金、钢并驾齐驱的四大结构材料之一。

先进树脂基复合材料的用量已经成为飞机先进性的一个重要标志。复合材料飞机结构技术是以实现高结构效率和改善飞机气动弹性与隐身等综合性能为目的的高新技术。先进树脂基复合材料的应用,对飞机结构轻质化、小型化和高性能化起着至关重要的作用。复合材料结构特点和应用效果,在高性能战斗机实现隐身、超声速巡航、过失速飞行控制,前掠翼飞机先进气动布局的实际应用,舰载攻击/战斗机耐腐蚀性改善和轻质化,直升机长寿命和轻质与隐身化等诸多方面得到了展现。

复合材料技术已成为影响飞机发展的关键技术之一。美国空军F-117隐身战斗机采用碳纤维增强环氧复合材料做成骨架和外面的蒙皮,没有金属表面,也没有金属铆钉反射雷达波;美国1989年首飞的隐身轰炸机B-2,复合材料占结构用量的50%;F-22基本构型没有采用特殊的外形隐身措施,没有过多牺牲机动性,而它传奇般的隐身性能主要是通过复合材料和隐身涂料完成的。而F-35中应用复合材料已占到结构质量的30%~35%;“旅游者号”(Voyager)全复合材料飞机于1986年创下了不加油、不着陆连续环球飞行9天,航程40 252千米的世界纪录,其碳纤维结构用量大于90%,飞机的结构重量只有453 千克,载油量3吨。

军用飞机中复合材料结构件的成功应用,给民用飞机的材料选择带来了巨大的影响,波音、空客等干线客机中复合材料在结构材料中的应用比例也越来越高。空客A380是550座级超大型宽体客机,整机采用了较多的复合材料(23%),大大减轻了飞机重量,减少了油耗和排放,降低了营运成本。波音787“梦想”飞机则是200座~300座级飞机,航程随具体型号不同可覆盖6 500~16 000千米。

它使用碳纤维、有机纤维、玻璃纤维增强树脂以及各种混杂纤维的复合材料制造了机翼前缘、压力容器、引擎罩等构件,不仅使结构重量减轻,还提高了飞机的各种飞行性能。波音787中复合材料的用量达50%,这可使其比目前同类飞机节省20%的燃油消耗。空客公司由于受到波音公司复合材料高用量的威胁,计划在A350飞机上将复合材料的用量再次提高到53%,以形成与波音787飞机的竞争。

而倍受国人关注的国产大飞机C919复合材料的用量也将达到 20%以上。复合材料在飞机上的应用经历了从次承力构件—尾翼主承力构件—机翼—机身主承力构件的发展,已成为飞机结构的主要材料。

制造飞机的材料多数是复合材料吗

目前来讲,是铝合金、钛合金、复合材料平分秋色,复合材料虽然应用日益扩大,但因其自身的一些性能特点,并不存在完全取代其他材料的可能。对于固定翼飞机,蒙皮、垂尾、水平安定面这些次承力结构应该是最容易被复合材料替代的,随着材料体系的发展,大梁之类的主承力结构也开始逐渐使用复合材料。

目前代表军机顶端的F-35,复合材料用量比例大约为40%,民机波音787要更高一些,达到了61%。

至于国内,最先进的型号,比例应该也未超过20%。

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