大家都知道飛機的重量越輕,飛得越快,帶油越多,飛得越遠。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。結(jié)構(gòu)重量系數(shù)是先進殲擊機的主要性能指標之一。而現(xiàn)實情況(Condition),一些戰(zhàn)機由于自身重量較大,對耗油、載重影響(influence)也較大,因此繼續(xù)一種特殊的材料(Material)來降低(reduce)戰(zhàn)機的自重,從而提高飛機的各項性能。下面我們公司(Company)就為大家介紹碳(C)纖維在飛機上的應(yīng)用。
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碳(C)纖維在戰(zhàn)斗機上的應(yīng)用
1kg碳(C)纖維增強塑料(結(jié)構(gòu):合成樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料)復(fù)合材料(Material)可以替代(用一物質(zhì)代替另一物質(zhì)(多為強者取代弱者的地位))3kg鋁(Al)合金(alloy)復(fù)合材料,從而可以大大減輕飛機的重量。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。
碳纖維復(fù)合材料在復(fù)合材料大家族中,纖維增強材料一直是人們關(guān)注的焦點。自玻璃纖維與有機樹脂復(fù)合的玻璃鋼問世以來,碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復(fù)合材料相繼研制成功,性能不斷得到改進,使其復(fù)合材料領(lǐng)域呈現(xiàn)出一派勃勃生機。下面讓我們來了解一下別具特色的碳纖維復(fù)合材料。美國F-22殲擊機的結(jié)構(gòu)重量系數(shù)已減輕至27%,而我國的殲8機的該系數(shù)還在30%以上,因為重量大,就會影響(influence)帶油量,所以,去南沙群島執(zhí)行任務(wù)的戰(zhàn)機如果沒有空中加油,往往飛不回基地而迫降海上。 碳纖維增強塑料復(fù)合材料的使用還可以提高飛機的抗阻尼和耐疲勞性能,解決目前大最使用的鈦(Ti)合金所沒有辦法避免的短時間產(chǎn)生的無法預(yù)測(predict)的疲勞裂紋和共振斷裂(fracture)等災(zāi)難性事故的問題(Emerson)。 飛機剎車片是保證安全降落的重要部件。以350km/h以上的高速著落的飛機在剎車的瞬間,將會有1.46kJ/cm2的大量熱量(Heat)釋放(release),鋼剎車片會因受熱而產(chǎn)生 ;疊焊 ;現(xiàn)象而導(dǎo)致(cause)事故,而摩擦系數(shù)小及熱容量大的碳纖維剎車片完全可以勝任,而且制造成本及使用的時長上都遠超過鋼剎車片。 據(jù)統(tǒng)計由于碳纖維增強塑料復(fù)合材料的應(yīng)用,未來飛機的各部件分別可達到以下比例的減重機身21%,發(fā)動機(Engine)19%,主翼33%,支架13%,水平尾翼40%,垂直尾冀(jì)27%,整機的表觀密度(單位:g/cm3或kg/m3)60k/m3可與雪的密度大致相等,碳纖維的優(yōu)越性由此體現(xiàn)(tǐ xiàn)。
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