先进复合材料在航空领域的应用案例分析

  目前,新材料已经朝着复合化发展,而先进复合材料则作为航空航天结构的一种基本材料得到了推广应用。其独具优势的特点不但包括较佳的耐高温与耐疲劳特性,还包括较高的比强度与比模量,并且在大面积整体成型方面都具有比较便利的突出优势,在飞机的材料应用上,不断地获得更高的重视。笔者将针对发展前景极佳的先进复合材料在航天航空领域的运用进行分析与探讨。

  1.先进复合材料在无人机领域的应用

  现代战争理念的改变,使无人机倍受青睐。无人机除在情报、监视.侦察等信息化作战中的特殊作用外,还能在突防核战、化学和生物武器战争中发挥有人军机无法替代的作用。无人机的发展方向是飞行更高、更远、更长,隐身性能更好,制造更加简便快捷,成本更低等,其中关键技术之一就是大量采用复合材料,超轻超大复合材料结构技术是提高其续航能力、生存能力、可靠性和有效载荷能力的关键。

  2.先进复合材料在民航客机的应用

  复合材料在民机结构上的应用近年来取得较大进展。复合材料的优点不仅仅是质轻,而且给设计带来创新,通过合理设计,还可提供诸如抗疲劳、抗振、耐腐蚀.耐久性和吸/透波等其他传统材料无法实现的优异功能特性,增加未来发展的潜力和空间。尤其与铝合金等传统材料相比,复合材料可明显减少使用维护要求,降低寿命周期成本,特别是当飞机进入老龄化阶段后差别更明显。同时,大部分复合材料飞机构件可以整体成型,大幅度减少零件数目和紧固件数目,从而减小结构质量,降低连接和装配成本,并有效降低总成本。

  3.先进复合材料在航空器领域的应用

  功能材料在航天领域的应用更为广泛,其中最重要的是返回式航天器的表面热防护功能材料。航天飞行器(导弹、火箭、飞船、航天飞机等)以高超声速往返大气层时,在气动加热下,其表面温度高达4000℃-8000℃;固体和液体火箭发动机工作时,燃烧室产生的高速气流冲刷喷管,烧蚀最苛刻的喉衬部位温度瞬间可超过3000℃。

  通过以上的研究可以发现,随着航空航天技术的飞速发展,对材料的要求也越来越高新型航空航天器的先进性标志之一是结构的先进性,而先进复合材料是实现结构先进性的重要基础和先导技术。我国将成为世界上先进复合材料的最大用户,我国应该针对国外技术封锁与国内技术储备不足的国情,不断地自主创新,努力探索原材料。设计问题,运用理论、低成本技术以及政策支持等一系列的解决方法,不断提高航空航天器的结构先进性,不断加强对先进复合材料先导技术的研究与发展。