碳纖維及其復合材料廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。其中,樹脂基碳纖維復合材料可用于制造飛機、、火箭等*行器的部件
重量輕而且強度優(yōu)良。新-代民用客機如波音787,其結(jié)構(gòu)中復合材料的占比超過了50% ,機翼蒙皮等部位大
采用碳纖維復合材料。碳纖維復合材料的使用不僅降低了飛機的重量,還增加了使用壽命。因此,在小型領(lǐng)域,碳纖
維復合材料也得到了廣泛的應(yīng)用。
一、為什么小型要采用碳纖維復合材料:小型重量輕(起飛重量一般不超過7kg) ,載荷較小,飛行高度低(不高于500m) ,速度慢(0- 300km/h) ,續(xù)航時間通常較短動力系統(tǒng)較弱等。但由于起降場地小,飛行作業(yè)環(huán)境復雜則又要求飛機具有一定抗毀傷能力。目前,主流的微小型*行器包括固定翼飛機和多旋翼飛機,以及小型旋翼直升機。傳統(tǒng)的微小型通常采用輕木結(jié)構(gòu)框架表面加以熱縮蒙皮,碳纖維機架生產(chǎn)公司,或者是采用EPP等材質(zhì)發(fā)泡成型;對多旋翼而言,機體通常采用鋁合金型材,或者塑料。這些材料雖然重量輕,但是強度剛度不夠,在外力的沖擊下,輕而易舉的就受到損傷,于是碳纖維增強樹脂等材料便成為了更好的選擇。
二、碳纖維復合材料在小型上的應(yīng)用優(yōu)勢
碳纖維一般不單獨作為材料使用 ,常被加工成織物、氈、席、帶、紙等,或者作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷等材料中,作為碳纖維增強復合材料。對于小型*行器,大面積應(yīng)用碳纖維材料的部位在機翼機翼既要承受全機的載荷,氣動升力和阻力,也要承受拉力,扭力,剪切力等。而小型*行器的重量要求十分苛刻,有限的電池容量、更多的任務(wù)載荷等的種種原因,每減輕1g重量,的飛行性能都可能會得到巨大的提升。所以減重便是碳纖維復合材料應(yīng)用在的結(jié)構(gòu)中的大優(yōu)勢。
飛機作為常用的交通工具,傳統(tǒng)制造飛機的材料是鋼材、鋁合金和鈦合金,隨著碳纖維行業(yè)的發(fā)展,碳纖維復合材料將成為飛機制造的主要材料。
我們先來看看鋼、鈦合金、鋁合金這三種材料。鋼合金的強度非常大, -些對尺寸和強度要求都非常高的部件可以用它來制作,缺點是重太大,密度超過7.8g/cm3 ,現(xiàn)在提倡的是輕量、輕型,這點不符合要求。鋁合金的重量很輕,密度只有2.8g/cm3 ,能減輕不少重量,但是它的強度很低,耐高溫能力也不行,所以無法在飛機上大量使用。至于鈦合金。它的性能確實不錯,但是價格實在太昂貴,加工也比較麻煩。
如果將碳纖維使用在飛機上,碳纖維機架供應(yīng)商,不僅僅是起到減輕重這-一個作用 ,它在結(jié)構(gòu)力學、化學性能等方面都有一般材料無法具 備的優(yōu)勢。它的強度很高,量很輕,化學性能穩(wěn)定,能承受高溫和低溫,材料的穩(wěn)定性特別好,不會隨著環(huán)境的變化而變化。
滑翔機使一種利用氣流飛行的航空器,它不像飛機,需要燃料才能起飛,可以從高處的斜坡下滑到空中,可以借助汽車的牽引起飛,也可以利用飛機的拖拽起飛?;铏C早發(fā)明于19世紀,空氣動力學喬治凱利利用風箏和鳥類飛行的原理,制成了世界上架滑翔機。經(jīng)過這么多年,它已經(jīng)有了很大的發(fā)展,按制作的材料不同,可以分為木材、均屬、玻璃纖維、碳纖維等,其中,碳纖維滑翔機是的一種。
想要飛起來,首先必須克服自身的重力。碳纖維的密度小、重量輕,有助于滑翔機的飛行。我們都知道,運動中的物體會碰到空氣阻力,小時的速度越快,阻力也就越大。當滑翔機升上太空,除非運氣好遇到上升氣流,懷柔碳纖維機架,否則阻力會將它的速度逐漸減慢,碳纖維機架訂制,后落至地面上。想要讓滑翔機非得更高更遠,減輕重是一個關(guān)鍵。 但是如果以為減輕重量,而不重視它的強度,那么高空的氣流會將它撕碎。使用碳纖維就不用擔心這一點。它的強度很高,不容易。除此之外,碳纖維還有耐腐蝕、彈性模量大、耐高溫等優(yōu)點。一架碳纖維滑翔機 ,能使用很長時間。
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