飛機(jī)上使用了哪些復(fù)合材料?一般來說,飛機(jī)用復(fù)合材料包括玻璃纖維、碳纖維和纖維增強(qiáng)基質(zhì)體系,或這些材料中的任意組合。
根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)的報(bào)告,第二次世界大戰(zhàn)后,復(fù)合材料開始發(fā)展。隨著多年來的發(fā)展,復(fù)合材料已變得更受歡迎,現(xiàn)在被用于許多不同類型的飛機(jī)和滑翔機(jī)。2005年,美國(guó)飛機(jī)結(jié)構(gòu)中大約含有35%的復(fù)合材料?,F(xiàn)在的飛機(jī)結(jié)構(gòu)通常包含50%至70%的復(fù)合材料。
由于復(fù)合材料具有許多優(yōu)點(diǎn),所以它經(jīng)常被用于航空領(lǐng)域中。波音公司在2012年推出了新的787 Dreamliner,這款飛機(jī)含有50%的復(fù)合材料。在2013年推出的A350-XWB也由至少50%的復(fù)合材料制成?,F(xiàn)在的新飛機(jī)幾乎全部將一些復(fù)合材料融入到他們的設(shè)計(jì)中。
優(yōu)點(diǎn)
大多數(shù)時(shí)候,在飛行器結(jié)構(gòu)上使用復(fù)合材料會(huì)減少自重。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料體系比大多數(shù)飛機(jī)中的傳統(tǒng)鋁強(qiáng)度高,并且它們能提供光滑的表面并提高燃油效率。
復(fù)合材料不會(huì)像其他類型的結(jié)構(gòu)材料一樣易被腐蝕。它們不會(huì)由于金屬疲勞而破裂,并且在結(jié)構(gòu)撓曲環(huán)境中能夠保持良好。復(fù)合材料的壽命比鋁長(zhǎng),這意味著更低的維護(hù)和維修成本。
有人稱,復(fù)合材料的使用會(huì)對(duì)航空構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn),并且列出了一些缺點(diǎn)。
缺點(diǎn)
復(fù)合材料不容易斷裂,但是由此帶來的問題是很難判斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否已被損壞。相比之下,鋁易彎曲,易于檢測(cè)結(jié)構(gòu)損壞;對(duì)于相同程度的損傷,復(fù)合材料的更難以檢測(cè)。當(dāng)復(fù)合表面損壞時(shí),修復(fù)可能也更困難。
使用復(fù)合材料的飛機(jī)應(yīng)該注意避免火災(zāi),因?yàn)槠渲惺褂玫臉渲诘椭?/span>150℃的溫度下就會(huì)變?nèi)酢?fù)合材料燃燒會(huì)釋放有毒的煙霧和微粒子。高于300℃的溫度可能導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)損壞。
最后,復(fù)合材料比較昂貴,但是通常后期較低的維護(hù)成本會(huì)抵消其高初始成本。
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