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原标题:【新材料】飞机机翼材料发展简史 机翼结构作为飞机(本文所指固定翼飞机)的主要承力结构,需承受多种高载荷,首先要满足的是结构强度要求。在这个大前提下,飞机设计师们基于材料技术、材料制造工艺等技术的发展,尽可能采用高比强度和比刚度的结构材料,以达到减轻飞机重量的目的。 另外飞机在飞行过程中主要是由机翼来为飞机提供升力,机翼表面外形和光洁度等因素,将会大大影响飞机的气动性能,也为飞机的机翼结构材料的选择提出了新的要求。 接下来,由小编给大伙介绍下飞机机翼材料的发展: 飞机机翼材料的发展先后经历以下三个时代: 一、木质飞机时代 二、全金属飞机时代 三、塑料飞机时代 木质飞机时代 1903年,美国人莱特兄弟发明世界上第一架载人飞机。第一架飞机的主体结构以木材为主,机体包括骨架、大梁和翼肋用云杉木制成,机翼蒙皮使用涂抹过清漆的亚麻布,只有少量承力件使用金属。早期飞机由于飞行速度低,机翼所需要承受的载荷也小,机翼采用木布结构即可满足设计需求,又能保证飞机的低成本,因此在20世纪20年代之前,木布结构一直是飞机机翼结构的主流。 上图:飞行者一号 上图:麻布机翼 全金属飞机时代 随着飞机性能的不断提高,速度越来越快,载重越来越大,木布材料本身的”先天不足“(强度和刚度不足、易燃易腐蚀)就被无限放大,再加上材料技术的发展日新月异,具有优异性能的航空材料—铝合金出现了,由木质飞机过渡到全金属飞机也是大势所趋。 20世纪30年代中期,以铝合金飞机为代表的全金属飞机逐渐站稳脚根,大放异彩,并一直沿用至今。这种飞机的机翼蒙皮通常使用抗疲劳性能优异的超硬铝合金。 上图:铝合金结构机翼 复合材料飞机时代 从20世纪70年代开始,新一代航空材料—复合材料开始在飞机上应用,首先用于非承力结构件和非主要结构件上,如接近口盖、整流罩、操纵面蒙皮等。而真正开始将复合材料用于机翼主要结构上的是空客A380飞机,但是A380也只是用于非暴露机翼结构上—中央翼盒,外翼仍使用高强度的铝合金材料。 随着B787和A350飞机的推出,碳纤维复合材料成为机翼结构最主要的材料,这样制造出来的机翼更轻,气动外形更佳,机翼的阻力也就更小,飞机的燃油经济性更好。 上图:B787机翼结构 上图:A350机翼结构 飞机材料属于国家战略性新兴产业规划中的新材料产业的组成部分,是国民经济各产业的基础,有很强的通用性,材料产业市场的空间很大。除了机翼,可以说飞机的每个部件也都在不断创新、发展。 文章来源:飞行邦返回搜狐,查看更多 责任编辑: |
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