自從人類首次涉足空中以來,設(shè)計(jì)師就一向在賡續(xù)努力進(jìn)步升重比。復(fù)合材料在減輕重量方面發(fā)揮了緊張作用,現(xiàn)在使用的重要類型有三種:碳纖維,玻璃纖維和芳綸加強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。還有其他一些,例如硼加強(qiáng)(它自己是在鎢芯上形成的復(fù)合材料)。
自1987年以來,復(fù)合材料在航空航天中的使用每五年增長(zhǎng)一倍,并且定期出現(xiàn)新的復(fù)合材料。
復(fù)合材料用途廣泛,可用于所有飛機(jī)和航天器的結(jié)構(gòu)應(yīng)用和組件,從熱氣球吊船和滑翔機(jī)到客機(jī),戰(zhàn)斗機(jī)和航天飛機(jī)。應(yīng)用范圍從完備的飛機(jī)(如Beech Starship)到機(jī)翼組件,直升機(jī)旋翼槳葉,螺旋槳,座椅和儀表外殼。
這些類型具有不同的機(jī)械性能,并用于飛機(jī)制造的不同領(lǐng)域。例如,碳纖維具有獨(dú)特的委靡性能。
鋁制機(jī)翼具有已知的金屬委靡壽命,而碳纖維的可展望性要差得多(但天天都會(huì)明顯進(jìn)步),但硼結(jié)果很好(例如在高級(jí)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼中)。芳綸纖維(“凱夫拉爾”是杜邦公司擁有的著名專有品牌)被廣泛用于蜂窩板情勢(shì),用以構(gòu)造特別很是堅(jiān)硬,特別很是輕的艙壁,燃料箱和地板。它們還用于前緣和后緣機(jī)翼組件。
在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中,波音公司成功地使用了1,500個(gè)復(fù)合零件來替代直升機(jī)中的11,000個(gè)金屬零件。在商業(yè)和休閑航空中,以復(fù)合材料為基礎(chǔ)的組件代替金屬作為維護(hù)周期的一部分正在敏捷增加。
總體而言,碳纖維是航空航天應(yīng)用中使用最廣泛的復(fù)合纖維。
益處
我們已經(jīng)介紹了一些方法,例如減輕體重,但這是完備列表:
將來瞻望
隨著燃油成本和環(huán)境珍愛壓力的賡續(xù)增長(zhǎng),商業(yè)遨游飛翔承受著賡續(xù)進(jìn)步性能的壓力,而減輕重量是其中的關(guān)鍵因素。
除了日常運(yùn)營(yíng)成本外,還可通過削減部件數(shù)量和削減腐蝕來簡(jiǎn)化飛機(jī)維護(hù)計(jì)劃。飛機(jī)制造營(yíng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)性子確保了在任何可能的地方探索和行使任何降低運(yùn)營(yíng)成本的機(jī)會(huì)。
軍事領(lǐng)域也存在競(jìng)爭(zhēng),賡續(xù)施加壓力以增長(zhǎng)有用載荷和射程,遨游飛翔性能特性以及“生存能力”,不僅是飛機(jī),還有導(dǎo)彈。
復(fù)合技術(shù)賡續(xù)發(fā)展,玄武巖和碳納米管等新型材料的出現(xiàn)必將加速和擴(kuò)展復(fù)合材料的使用。
在航空航天領(lǐng)域,復(fù)合材料將繼承存在。
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