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航空航天中的碳纤维复合材料

发布时间:2022-10-13 15:46 | 浏览次数：

自从人类首次涉足空中以来，设计师就一向在赓续努力进步升重比。复合材料在减轻重量方面发挥了紧张作用，现在使用的重要类型有三种：碳纤维，玻璃纤维和芳纶加强环氧树脂复合材料。还有其他一些，例如硼加强（它自己是在钨芯上形成的复合材料）。

自1987年以来，复合材料在航空航天中的使用每五年增长一倍，并且定期出现新的复合材料。

用途

复合材料用途广泛，可用于所有飞机和航天器的结构应用和组件，从热气球吊船和滑翔机到客机，战斗机和航天飞机。应用范围从完备的飞机（如Beech Starship）到机翼组件，直升机旋翼桨叶，螺旋桨，座椅和仪表外壳。

这些类型具有不同的机械性能，并用于飞机制造的不同领域。例如，碳纤维具有独特的委靡性能。

铝制机翼具有已知的金属委靡寿命，而碳纤维的可展望性要差得多（但天天都会明显进步），但硼结果很好（例如在高级战术战斗机的机翼中）。芳纶纤维（“凯夫拉尔”是杜邦公司拥有的着名专有品牌）被广泛用于蜂窝板情势，用以构造特别很是坚硬，特别很是轻的舱壁，燃料箱和地板。它们还用于前缘和后缘机翼组件。

在一项实验计划中，波音公司成功地使用了1,500个复合零件来替代直升机中的11,000个金属零件。在商业和休闲航空中，以复合材料为基础的组件代替金属作为维护周期的一部分正在敏捷增加。

总体而言，碳纤维是航空航天应用中使用最广泛的复合纤维。

益处

我们已经介绍了一些方法，例如减轻体重，但这是完备列表：

随着燃油成本和环境珍爱压力的赓续增长，商业遨游飞翔承受着赓续进步性能的压力，而减轻重量是其中的关键因素。

除了日常运营成本外，还可通过削减部件数量和削减腐蚀来简化飞机维护计划。飞机制造营业的竞争性子确保了在任何可能的地方探索和行使任何降低运营成本的机会。

军事领域也存在竞争，赓续施加压力以增长有用载荷和射程，遨游飞翔性能特性以及“生存能力”，不仅是飞机，还有导弹。

复合技术赓续发展，玄武岩和碳纳米管等新型材料的出现必将加速和扩展复合材料的使用。

在航空航天领域，复合材料将继承存在。