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玻璃纤维短切毡在航空领域应用

浏览:次 发表时间:2017/9/8 9:32:37

玻璃纤维短切毡等复合材料对航空装备的发展具有重要意义。飞机的一半性能取决于设计,另一半取决于材料。材料的优缺点对速度、高度、射程、机动性、隐身性、使用寿命、安全可靠性、维修性等性能都产生了不容怀疑的重大影响。据统计,飞机重量的70%是由航空材料的进步造成的。飞机机身的材料结构经历了四个发展阶段,复合材料的广泛应用使其进入第五阶段。

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这五个阶段是:

第一阶段(1903~1919),木材,布料结构;

第二阶段(1920~1949),铝,钢结构;

第三阶段(1950~1969),铝,钛,钢结构;

第四阶段(1970~二十一世纪初),铝、钛、钢、复合结构(主要是铝);

第五阶段(自二十一世纪初):复合材料,铝,钛,钢结构(主要是复合材料)。

使用碳纤维加固飞机的重量,减少飞机复合材料树脂以降低燃油,减少维修费用,延长飞机的寿命有着明显的优势,而传统的铝合金材料会慢慢腐蚀,随着时间的推移,减少飞机的安全。波音B787飞机50%复合材料维修费用保持稳定,经过几年的服务,而传统的铝合金结构飞机B767飞机维修成本将显著上升。波音公司指出,复合材料将成为“航空航天结构的未来”。

在航空领域的复合材料的发展经历了子轴承组件-机翼水平的主要承载部件的机翼机身的主要受力部件的四个阶段,逐步由小组成大的核心部件,从军事到民用发展。在欧洲和美国,二十世纪,60年是复合材料的发展,进入应用阶段70年后,复合材料在飞机中的比重逐渐增加。

1架军用飞机

复合材料作为一种新的材料技术,首次在军用飞机上得到应用。

在20世纪60年代,玻璃纤维增强复合材料首先应用于飞机整流罩、襟翼。此时,复合材料的力学性能相对较低,采用复合材料制成的飞机零件尺寸较小,受力水平较小。

20世纪60年代末,硼纤维/环氧复合材料被广泛应用于飞机结构。例如,F-14开始应用硼纤维增强环氧树脂复合材料的扁平的尾巴1971。

70年代中期,引入了碳纤维增强的高性能复合材料,开辟了复合材料在飞机上的大规模应用。碳纤维复合材料具有优异的高比强度、高模量、耐腐蚀、耐疲劳等特点,非常适合航空装备的需要。使用碳纤维增强复合材料,如F-15、F-16、米格-29,幻影2000,F/A-18飞机和其他化合物,如碳纤维增强复合材料的使用,如F-15、F-16、米格-29,幻影2000,F/A-18材料尾翼,垂直尾翼。自20世纪70年代以来,国外军用飞机尾部一直采用复合材料。使用复合材料,平直尾翼、垂直尾翼一般占飞机总重量的5% - 7%。

在复合材料进入复合材料时代,复合材料的应用开始向军用机翼、机身等结构力、大尺寸的主要部件发展。1976,麦克唐奈道格拉斯率先发展F/A-18复合材料机翼和进入服务1982增加复合材料的用量为13%。此后,由国家研制的军用飞机几乎全部使用复合材料。如美国的AV-8B、B-2,F/A-22,F/A-18E/F和F-35,法国的“阵风”、瑞典的JAS-39,欧洲四个国家联合开发的“俄罗斯的S-37等。

目前,世界先进军用飞机的复合材料数量占整个结构重量的20% - 50%,主要应用复合材料,包括整流罩、扁尾翼、垂直尾翼、平尾箱、机翼、机身前等等。如果关于这架飞机的总重量50%的复合材料账,全机大部分复合材料制成的结构件,如B-2隐形轰炸机。

2民用飞机

民用飞机更重视飞机的安全性和经济性,所以复合材料的应用更为谨慎