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飞机都是用什么材料做的?复合材料是未来趋势(一)


发布时间:

2023-01-06

来源:

网络

在现代,大家所乘坐的民航客机,早已使用了高端的复合材料,确保了优良的飞行性能和足够的安全性。但回顾整个航空发展史,最初的飞机,用的都是些什么材料呢?从要满足长时间飞行和载荷足够的要素来看,制造飞机的材料必须得轻便牢固,同时它还得方便人们改造加工,做到耐高温和耐腐蚀等多项要求。看起来,选择合适的航空材料,并不是一件容易的事。

在现代,大家所乘坐的民航客机,早已使用了高端的复合材料,确保了优良的飞行性能和足够的安全性。但回顾整个航空发展史,最初的飞机,用的都是些什么材料呢?从要满足长时间飞行和载荷足够的要素来看,制造飞机的材料必须得轻便牢固,同时它还得方便人们改造加工,做到耐高温和耐腐蚀等多项要求。看起来,选择合适的航空材料,并不是一件容易的事。

人类历史上一架飞机,是莱特兄弟在1903年制造的飞行者一号,在当时的科技水平下,他们选用了成本低廉又便于加工的木头。再到后来一战爆发,很多战斗机的外皮也仍然使用的是木质胶合板。直到1915年,德国的雨果·容克,用铝合金造出了世界上一架结构全部使用金属的飞机。这一举动改变了航空材料的发展前景,到了现代,塑性良好、轻便牢固还成本低廉的铝合金,一直被较广的使用在各种飞机的制造上。

不过铝合金还有和它类似的镁合金,有一个缺点是不够耐高温,最多只能承受100多度的温度,而飞机发动机的温度较高,这个时候,就只能让更加耐高温的钢材出马了。另外,它们的坚硬程度也不如钢,像飞机各个部件比如机翼和机尾接头的这类地方,对材料的承重性要求很高,最适宜使用的也是耐高压的钢材。用超过三倍音速的速度震惊美国的,前苏联战斗机米格-25,是靠着80%合金钢的结构,才达到了这样的强度。

但是钢材实在是太重了,一般飞机上,都不会大面积使用钢材。随着航空材料学的科研突破,人们发现了良好的材料——钛合金,它集耐高温、轻便、耐高压和耐腐蚀等优点于一身。不过这样优良的材料,它的冶炼也是比较费力的,而且由于耐高温和耐高压,相比于铝镁合金,它并不是那么容易地就可以进行塑型再加工。不过上个世纪60年代,美国还是用钛合金搞出了一台侦察机SR-71,和米格-25一样,SR-71的飞行速度也超过三倍音速。

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