關(guān)于航空復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的回顧及展望論文
復(fù)合材料,是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過物理或化學(xué)的方法,在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的:關(guān)于航空復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的回顧及展望相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考,歡迎閱讀!
關(guān)于航空復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展的回顧及展望全文如下:
復(fù)合材料自研發(fā)以來,被廣泛地運用于航空工業(yè)中,例如在民用航天領(lǐng)域上,飛機的大部分都是采用復(fù)合材料,在航天飛行器的許多零件也是由復(fù)合材料構(gòu)成的,導(dǎo)彈、運載火箭等的應(yīng)用更是普遍,由此可見復(fù)合材料對航空工業(yè)的重要性。但是我國目前在復(fù)合材料的技術(shù)方面還不太成熟,所以我們要在前人的基礎(chǔ)上不斷探求發(fā)展之路。
1 復(fù)合材料的發(fā)展歷程
我國在1958 年開始使用復(fù)合材料,初期便運用于航天工業(yè)。之后,我國的復(fù)合材料發(fā)展迅速,復(fù)合材料被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。一開始,復(fù)合材料主要用在飛機的雷達(dá)罩、副油箱等,但當(dāng)時采用的是玻璃鋼纖維,由于玻璃鋼纖維的彈性很小,不能運用于飛機受力大的部位,后來便出現(xiàn)了硼纖維,但硼纖維因為不能被長時間加工,所以只能用在飛機修理方面,綜合各方面因素,碳纖維成了飛機上主要使用的復(fù)合材料。現(xiàn)如今,復(fù)合材料憑借著它抗腐蝕性好、成本低、使用時間長等優(yōu)點應(yīng)用在飛機的各個方面。50 多年過去了,我國的復(fù)合材料技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)已經(jīng)建立的航空航天材料基本體系可以滿足我國目前航空航天需求,復(fù)合材料的生產(chǎn)能力和協(xié)作配套網(wǎng)絡(luò),也使得我國的航天工業(yè)處于穩(wěn)定發(fā)展階段,形成復(fù)合材料的所用的原材料也基本上是自產(chǎn)自銷。雖然這樣,我們在某些高水平研究上人與發(fā)達(dá)國家有較大的差距,優(yōu)質(zhì)的碳纖維和其他高水平的復(fù)合材料大多數(shù)是從其他國家買進(jìn)的,這極大地限制了我國航天技術(shù)的發(fā)展。所以目前我們不僅要增加復(fù)合材料的產(chǎn)量而且還得提高它的質(zhì)量,只有復(fù)合材料的技術(shù)提高,我國的航天工業(yè)才會更迅速地發(fā)展起來。
2 復(fù)合材料的應(yīng)用
2.1 復(fù)合材料在軍事方面的應(yīng)用
復(fù)合材料在一問世時,就被應(yīng)用在軍事飛機上,復(fù)合材料的使用使軍機更加輕便,可攜帶更多的炸彈。隨著時代的發(fā)展,復(fù)合材料在軍機上所占比重越來越大,所承擔(dān)的任務(wù)越來越重要。復(fù)合材料不僅僅用在戰(zhàn)機上面,在直升機上也廣泛應(yīng)用,復(fù)合材料使得直升機的重量減輕,在起飛時節(jié)省時間,同時復(fù)合材料的應(yīng)用還可以減少直升飛機的墜毀概率,保障了戰(zhàn)士們的安全。近幾年,無人機的問世也掀起了一陣熱潮,無人機的主要作用是攜帶武器,作為戰(zhàn)斗武器來使用,這就要求無人機在體積一定的情況下盡可能多的裝備武器,復(fù)合材料使這個設(shè)想成為可能。RQ-4B 高空長時間無人偵察機,除機身主結(jié)構(gòu)為鋁合金外,剩下的都是復(fù)合材料構(gòu)成的。軍事中不僅僅有戰(zhàn)斗還有物資需求,采用復(fù)合材料制造出來的大型貨運機可以攜帶大量的軍需物資,在戰(zhàn)爭中發(fā)揮巨大作用。
2.2 復(fù)合材料在民用方面的應(yīng)用
現(xiàn)在復(fù)合材料漸漸應(yīng)用于民用飛機上。由于民用飛機與戰(zhàn)機不同,民用飛機載人數(shù)量多、重量大,所以這就要求飛機的結(jié)構(gòu)牢固。在初期,復(fù)合材料只用在一些輔助性的結(jié)構(gòu)上,比如我們所熟知的波音號飛機,在前幾個型號上,復(fù)合材料的應(yīng)用不足10%,而后來隨著復(fù)合材料技術(shù)的不斷精進(jìn),幾年之后波音787 上的復(fù)合材料竟然占到機身總重量的一半并且廣泛應(yīng)用在主要受力結(jié)構(gòu)上。復(fù)合材料在民用飛機上大范圍使用這是民用飛機史上的一次重大改變,復(fù)合材料讓飛機更加輕便,強度更高,使用年限更久同時也使飛機的安全性得到了保障,復(fù)合材料的還使得飛機的成本下降,所以,復(fù)合材料在民用航空的前景必然十分光明。
2.3 復(fù)合材料在航天的應(yīng)用
當(dāng)航天技術(shù)開始研究時,科學(xué)家們就提出必須要用先進(jìn)的、輕便的、耐用的材料來制作。航天飛機最主要的任務(wù)就是以最低的成本,用可持續(xù)利用的飛行器,把盡可能大的有效載荷送上太空中。那時候人們就開始研制高科技材料,經(jīng)過不斷的試驗和技術(shù)的提高,人們發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料不僅具有高比強度、高比剛度和重量輕等優(yōu)點,某些復(fù)合材料還有可以焊接、耐腐蝕等獨特的優(yōu)點,這些優(yōu)點都非常符合航天飛機結(jié)構(gòu)材料要求尤其適用于軌道器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中。在航天飛機上,它的推力結(jié)構(gòu)用的是硼/環(huán)氧、鋁/硼和石墨/環(huán)氧等復(fù)合材料,在環(huán)形框架、大梁、衍條、蒙皮橫梁、連接件中也采用了大量的復(fù)合材料,儲箱的襯桶上用玻璃纖維圍繞著,外殼用玻璃纖維和蜂窩纖維包裹,航天飛機上復(fù)合材料的用量高達(dá)190 多公斤。
3 復(fù)合材料技術(shù)未來的發(fā)展
復(fù)合材料的發(fā)展歷史和在航天工業(yè)的應(yīng)用我們已經(jīng)有所了解,復(fù)合材料的重要性已經(jīng)不言而喻,所以復(fù)合材料的前景是十分光明的但是到目前為止,復(fù)合材料還沒有被普遍地使用,究其根由有這幾方面:第一是復(fù)合材料的造價太貴,這并不是說復(fù)合材料的成本高,它的成本是低于一般材料的,但由于技術(shù)的不成熟和原料的不充裕,綜合下來它的造價是非常高的。第二是國內(nèi)的復(fù)合材料原材料不符合標(biāo)準(zhǔn),基礎(chǔ)非常差。第三是因為我國的理論知識非常落后。由于歷史原因,我國的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起步較遲發(fā)展較為緩慢,復(fù)合材料在國內(nèi)的應(yīng)用也比較晚,這些原因?qū)е碌氖俏覈膹?fù)合材料技術(shù)很不完善。在航天工業(yè)中,我國許多復(fù)合材料依賴進(jìn)口,本國并不能生產(chǎn),所以我們面臨的主要問題是如何大力發(fā)展我們的技術(shù),不再一味的向其他國際買進(jìn),形成我們自己的特色產(chǎn)品。
作者認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個方面改進(jìn):(1) 對航空航天與民用領(lǐng)域中廣泛采用的材料例如各種先進(jìn)復(fù)合材料及一些傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行精加工,進(jìn)一步研制,使它們的成本下降,可以廣泛用在各個領(lǐng)域。(2)加強對復(fù)合材料原材料的改進(jìn)。(3)利用發(fā)達(dá)的計算機技術(shù)來進(jìn)行理論設(shè)計,減少了材料的浪費,達(dá)到省時省力保證質(zhì)量和降低成本的目的。
4 結(jié)束語
我國的復(fù)合材料技術(shù)在起步時就已經(jīng)落后于其他國家,當(dāng)復(fù)合材料的重要性越來越明顯,應(yīng)用前景越來越廣泛時,我們不能再落后,國家應(yīng)大力扶持復(fù)合材料在航天工業(yè)中的研究項目,在新世紀(jì)我國的航天工業(yè)會隨著復(fù)合材料技術(shù)的發(fā)展逐漸壯大,屹立于世界不敗之地。
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