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图是欧洲空中客车飞机的主要用材示例,其中最显著的先进材料包括铝合金玻璃纤维混杂复合材料,碳纤维复合材料,芳纶纤维复合材料,玻璃纤维复合材料以及韧性环氧树脂双马来醚亚胺树脂和聚酚亚胺树脂基复合材料等,它们覆盖了航空飞行器机体的主要面积。
图欧洲空中客车飞机的主要用材国际上航空先进树脂基复合材料的主要性能要求是,较高的耐温度使用性尽可能高的抗损伤容限和尽可能低的湿热环境效应。
就民用飞机上用量最大的碳纤维环氧树脂复合材料而言,近年的趋势是发展液态成型纺织复合材料和非热压罐成型技术如电子束辐照交联技术等,即用得起的制造技术。
而对更高的温度要求,双马来酚亚胺特别是可以液态成型的聚酚亚胺树脂基复合材料如系列的前景看好。
由于制造成本在复合材料构件总成本中所占份额最大,因此低成本成型制造工艺技术是目前发展的重点,主要包括纺织复合材料和树脂传递模塑或近似的液态成型技术等。
通过编织经编针织机织缝纫等制造顶成型体,以及液态成型如树脂浸渗和树脂转移模塑,使整体制造的成本降低,层间增强,并达到减重目标图。
图各种纺织结构复合材料技术其中,技术在美国军用战斗机垂尾及襟翼整流罩上的应用是使用该项技术制造的最大尺寸的零部件,前者长,重约。
我国在液态成型复合材料技术正在取得进展,图为北京航空材料研究院制备的中机身液态成型树脂基复合材料剪切梁。
图北京航空材料研究院制备的中机身液态成型树脂基复合材料剪切梁为了进步迎接先进复合材料更高性能价格比的挑战,欧洲空中客车公司提出的目标是更多地应用碳纤维复合材料以减重至,从而降低整个飞行成本。
但是,技术在减,也可以用于发动机喷管的烧蚀防热材料飞机的主次承力结构件和雷达天线罩。
机型选用纤维增强树脂基复合材料的部分示意图如图所示。
图机型选用纤维增强树脂基复合材料示意金属基复合材料铝镁钛是金属基复合材料的主要基体。
增强材料般可分为纤维颗粒和晶须三类。
金属基复合材料具有高的比强度高的比刚度良好的高温性能低的热膨胀系数良好的尺寸稳定性优异的导电导热性。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有良好的高温性能和抗磨损的特点,可用于精密航空电子器件碳化硅纤维增强钛基复合材料具有良好的耐高温和抗氧化性能,是高推重比发动机的理想结构材料,目前已进入先进发动机的试车阶段。
陶达个马赫数以上,温度高达上万摄氏度,有时还会受到粒子云的侵蚀,因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。
在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热蒸发热升华热分解热化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。
太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变,般采用温控涂层和隔热材料来解决。
低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。
飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到左右,极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到以下。
在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。
液体火箭使用液氧沸点为和液氢沸点为作推进剂,这为材料提出了更严峻的环境条件。
部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。
通过发展或选择合适的材料,如纯铝和铝合金钛合金低温钢聚四氟乙烯聚酰亚胺和全氟聚醚等,才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
耐老化和耐腐蚀各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。
航空航天材料接触的介质是飞机用燃料如汽油煤油火箭用推进剂如浓硝酸四氧化二氮肼类和各种润滑剂液压油等。
其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。
在大气中受太阳的辐照风雨的侵蚀地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。
耐腐蚀性能抗老化性能抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
适应空间环境空间环境对材料的作用主要表现为高真空帕和宇宙射线辐照的影响。
金属材料在高真空下互相接触时,由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程,出现冷焊现象非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化,有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染,密封结构因老化而失效。
航天材料般是通过地面模拟试验来选择和发展的,以求适应于空间环境。
寿命和安全为了减轻飞
