室內音質評價
[拼音]:feiji cailiao
[英文]:aircraft material
飛機材料的範圍較廣,分為機體材料(包括結構材料和非結構材料)、發動機材料和塗料,其中最主要的是機體結構材料和發動機材料。非結構材料包括:透明材料,艙內設施和裝飾材料,液壓、空調等系統用的附件和管道材料,天線罩和電磁材料,輪胎材料等。非結構材料量少而品種多,有:玻璃、塑料、紡織品、橡膠、鋁合金、鎂合金、銅合金和不鏽鋼等。結構材料應具有高的比強度和比剛度,以減輕飛機的結構重量,改善飛行效能或增加經濟效益,還應具有良好的可加工性,便於製成所需要的零件。
發展概況
20世紀初第一架載人上天的飛機是用木材、布和鋼製造的。硬鋁的出現給機體結構帶來巨大的變化。1910~1925年開始用鋼管代替木材作機身骨架,用鋁作蒙皮,製造全金屬結構的飛機。金屬結構飛機提高了結構強度,改善了氣動外形,使飛機效能得到了提高。40年代全金屬結構飛機的時速已超過 600公里。50年代末噴氣式飛機的速度已超過2倍音速,給飛機材料帶來了熱障問題。鋁合金耐高溫效能差,在200°C時強度已下降到常溫值的1/2左右,需要選用耐熱性更好的鈦或鋼。60年代出現3倍音速的SR-71全鈦高空高速偵察機和不鏽鋼佔機體結構重量 69%的XB-70轟炸機。蘇聯的米格25殲擊機機翼蒙皮也採用了鈦和鋼。70年代以後越來越多地使用以碳或硼纖維增強的複合材料。鋁、鈦、鋼和複合材料已成為飛機的基本結構材料(圖1 )。
機翼材料
機翼是飛機的主要部件,早期的低速飛機的機翼為木結構,用布作蒙皮。這種機翼的結構強度低,氣動效率差,早已被金屬機翼所取代。機翼內部的樑是機翼的主要受力件,一般採用超硬鋁和鋼或鈦合金;翼樑與機身的接頭部分採用高強度結構鋼。機翼蒙皮因上下翼面的受力情況不同,分別採用抗壓效能好的超硬鋁及抗拉和疲勞效能好的硬鋁。為了減輕重量,機翼的前後緣常採用玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)或鋁蜂窩夾層(芯)結構。尾翼結構材料一般採用超硬鋁。有時殲擊機選用硼(碳)纖維-環氧複合材料,以減輕尾部重量,提高作戰效能。尾翼上的方向舵和升降舵採用硬鋁。
機身材料
飛機在高空飛行時,機身增壓座艙承受內壓力,需要採用抗拉強度高、耐疲勞的硬鋁作蒙皮材料。機身隔框一般採用超硬鋁,承受較大載荷的加強框採用高強度結構鋼或鈦合金。很多飛機的機載雷達裝在機身頭部,一般採用玻璃纖維增強塑料做成的頭錐將它罩住以便能透過電磁波。駕駛艙的座艙蓋和風擋玻璃採用丙烯酸酯透明塑料(有機玻璃)。飛機在著陸時主起落架要在一瞬間承受幾百千牛乃至幾兆牛(幾十噸力至幾百噸力)的撞擊力,因此必須採用衝擊韌性好的超高強度結構鋼。前起落架受力較小,通常採用普通合金鋼或超硬鋁(圖2)。
從60年代末期開始,在飛機上使用的複合材料,已由當初只應用於口蓋和艙門等非承力構件,逐步擴大應用到減速板和尾翼等次承力構件,而且正向用於機翼甚至前機身等主承力構件的方向發展。另外,為提高突防攻擊能力、不被敵方雷達捕獲,已在飛機上採用吸波材料(見隱身技術)。