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摘要：要制造大飛機發(fā)展新型的復(fù)合材料是關(guān)鍵。復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同材料通過某種方法結(jié)合而成,。其中各組分彼此"取長補短",、"大力協(xié)同"，使性能比各單獨組分材料更優(yōu)異,。 目前我國載重40噸以上的大飛機只有14架,，在1998年抗洪救災(zāi)時，70％的救災(zāi)物資是靠這14架飛機運輸?shù)摹?005年,，我國與俄羅斯簽訂協(xié)議計劃再購買38架運輸大飛機,，但最近聽說，協(xié)議的執(zhí)行遇到了困難?；诟鞣娇紤],，2006年7月，我國政府做出了大型客機與運輸機一起上的決定,。2008年5月11日,，中國商用大飛機公司在上海正式掛牌。正如著名的材料界前輩師昌緒院士說：“發(fā)展大飛機,，材料要先行,。”70年代,，飛機空重比全重大約在50％ ～60％左右，到了90年代,，空重占全重大約在40％左右,，這說明飛機上留出了很大的比例用來裝人、載物,，如果沒有新材料,、新技術(shù)的話不可能有這樣大的進步。 要制造大飛機發(fā)展新型的復(fù)合材料是關(guān)鍵,。復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同的材料通過某種方法結(jié)合而成的新材料,。其中各組分材料一般仍保持其原有持性，但它們彼此"取長補短",、"大力協(xié)同",，使新材料的性能比各單獨組分材料更優(yōu)異。通常人們將復(fù)合材料中構(gòu)成連續(xù)相的組分稱為基體,，非連續(xù)相的組分稱為增強材料,。 輕質(zhì)、高強度和高模量的復(fù)合材料屬先進復(fù)合材料,，它主要適于作結(jié)構(gòu)材料,。復(fù)合材料具有各向異性和性能可設(shè)計性特點，設(shè)計者可以根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的使用條件選用適當?shù)慕M分材料和調(diào)整增強材料的方向使設(shè)計的結(jié)構(gòu)重量輕,、安全可靠和經(jīng)濟合理,。 先進復(fù)合材料分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料,、陶瓷基復(fù)合材料和碳-碳復(fù)合材料以及它們相互混合構(gòu)成的復(fù)合材料,。 復(fù)合材料在機身上的應(yīng)用 2000年以前在民機中復(fù)合材料只占到結(jié)構(gòu)重量的10％左右，A380也只有20％左右,，在當時波音787的設(shè)計方案中,，復(fù)合材料用量達到了整個結(jié)構(gòu)重量的40％ 以上，現(xiàn)在接近5O％ 。但在軍機方面,，英國,、德國合作生產(chǎn)的歐洲戰(zhàn)斗機復(fù)合材料用量已接近80％。復(fù)合材料的優(yōu)點在于它不需要象金屬材料那樣的大鍛件,、大鑄件,，需要許多大型鍛造、鑄造等加工設(shè)備,。復(fù)合材料有很好的整體性,，不僅改變了材料種類，還改變了制造方法,，大大增加了設(shè)計空間,，給我國的制造業(yè)帶來了新的機遇，也帶來了挑戰(zhàn),。很多部件都可以埋在一層一層的片子里面了,，如無線電的高頻電纜就變成了復(fù)合材料一層里面的一個部分，為了做健康診斷,，還可把應(yīng)變片埋進去,，進一步也可把天線也埋到復(fù)合材料里面去，同時要盡量用大件,，不用小零件拼,，這樣就會使飛機的結(jié)構(gòu)重量大大減
纖維增強復(fù)合材料在飛機發(fā)動機渦輪上的應(yīng)用 纖維增強材料的一個特點是各向異性,，因此可按制件不同部位的強度要求設(shè)計纖維的排列,。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復(fù)合材料，在500℃時仍能保持足夠的強度和模量,。碳化硅纖維與鈦復(fù)合,，不但鈦的耐熱性提高，且耐磨損,，可用作發(fā)動機風(fēng)扇葉片,。碳化硅纖維與陶瓷復(fù)合，使用溫度可達1500℃,，比超合金渦輪葉片的使用溫度（1100℃）高得多,。非金屬基復(fù)合材料由于密度小，用于飛機可減輕重量,、提高速度,、節(jié)約能源。 2005年由中南大學(xué)黃伯云院士等研制成功的碳－碳復(fù)合材料飛機剎車片結(jié)束了國家技術(shù)發(fā)明一等獎連續(xù)六年空缺的歷史,。是由碳纖維增強劑與碳基體組成的復(fù)合材料,。碳－碳復(fù)合材料具有比強度高,、抗熱震性好、耐燒蝕性強,、性能可設(shè)計等一系列優(yōu)點,。碳－碳復(fù)合材料的發(fā)展是和航空航天技術(shù)所提出的苛刻要求緊密相關(guān)。80年代以來,，碳－碳復(fù)合材料的研究進入了提高性能和擴大應(yīng)用的階段,。在軍事工業(yè)中，碳－碳復(fù)合材料最引人注目的應(yīng)用是航天飛機的抗氧化碳－碳鼻錐帽和機翼前緣,，用量最大的碳－碳產(chǎn)品是超音速飛機的剎車片,。碳－碳復(fù)合材料在宇航方面主要用作燒蝕材料和熱結(jié)構(gòu)材料，具體而言,，它是用作洲際導(dǎo)彈彈頭的鼻錐帽,、固體火箭噴管和航天飛機的機翼前緣。目前先進的碳－碳噴管材料密度為1.87~1.97克/厘米3,，環(huán)向拉伸強度為75~115兆帕,。近期研制的遠程洲際導(dǎo)彈端頭帽幾乎都采用了碳－碳復(fù)合材料。 隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的發(fā)展,，飛機裝載質(zhì)量不斷增加，飛行著陸速度不斷提高,，對飛機的緊急制動提出了更高的要求,。碳－碳復(fù)合材料質(zhì)量輕、耐高溫,、吸收能量大,、摩擦性能好，用它制作剎車片廣泛用于高速軍用飛機中,。 不久的將來,，當我國自行研制的大飛機起飛的時候，相信我國新材料領(lǐng)域?qū)㈦S著大飛機一同翱翔藍天,。
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