來源:金世利航材 作者: 金世利 點擊: 1346 時間: [2018-09-14]
航空结构材料泛指用于制(zhi)造航空飞行器的材料、机体材料和发动机材料。其中发动机材料是(shi)航空材料中最重要的结构材料。高性能(轻质、高强度、高韧性、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)、高功能及(ji)多功能(机载设备与隐身(shen)结构要求的高功能光、电、声、热、磁材料等)、复合化(可明显(xian)减轻结构重量和提高结构效率的结构复合材料等)、智能化(具(ju)有智能材料和职能结构的机翼、蒙皮等)、低成(cheng)本和高环(huan)境相(xiang)容性是(shi)未(wei)来航空结构材料的重要发展趋(qu)势。
随着(zhou)航空技(ji)术的发展和作战任务的需要,世界各国在不(bu)断研(yan)制(zhi)新一代的作战飞机。美(mei)国与前苏联至(zhi)20世纪80年代已研(yan)制(zhi)成(cheng)功并(bing)投人使用的第三代战斗机主要有:F-15、F-16、F-18、米格-29、苏-27等,2000年也以此为主。
第三代战斗机的机体选(xuan)材特点基本上是(shi)以传(chuan)统的高强度和高刚(gang)度的7000系列(lie)和韧性较好的2000系列(lie)的铝合金为主,钛合金的用量较之(zhi)第二代战斗机有明显(xian)增高,并(bing)采用了少量的复合材料和钢。以F-15为例,其机体材料用量比例为:铝合金占35.3%,铁合金占26.5%,复合材料占1.2%,钢材占4.4%。
20世纪80年代开始提出对第四代战斗机的需求,如YF-22战斗机等。
第四代战斗机的突出性能表现在:
具(ju)备优越(yue)的机动性能,能实施超音速机动。
在不(bu)开加(jia)力(li)的情况下,实现超音速巡航。
具(ju)备一定的隐身(shen)功能。
具(ju)备良好的使用维护性、高可靠(kao)性及(ji)长寿(shou)命。
第四代战斗机的突出特点是(shi)对材料提出了更高的要求,在综合了第三代战斗机及(ji)其之(zhi)后(hou)所开发材料的基础(chu)上,第四代战斗机机体选(xuan)材特点主要表现在:
为进一步(bu)减轻飞机结构重量,提高飞机推(tui)重比和机动性,采用了高比强、高比模的金属材料、树脂(zhi)基复合材料,以及(ji)一部分金属基复合材料。
为克(ke)服(fu)超音速飞行所带来的热载荷问题,钛合金用量仍占较大比重;为进一步(bu)提高结构效率,采用了钛合金超塑(su)成(cheng)形(xing)一扩散(san)连(lian)接等新工艺。
为具(ju)备隐身(shen)功能,采用了结构型和涂覆型隐身(shen)材料。
为提高机体和机载设备的战术性能指标(biao),采用了形(xing)状记忆合金、超导、阻尼减震、新型电子(zi)和光学等功能材料。
以F-22原(yuan)型机选(xuan)材为例:复合材料占35%(其中20%为热固(gu)性复合材料,15%为热塑(su)性复合材料);钛合金占33%,其中有传(chuan)统的Ti-6Al-4V合金和Ti-62222(Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Cr-0.25Si);铝合金占11%;钢占5%;其他占16%。