【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機輕量化材料》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、為什么說在階段目前復(fù)合材料對于戰(zhàn)斗機減重意義不大？


2、C919有那些技術(shù)亮點？


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本篇文章給大家談?wù)劇讹w機輕量化材料》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、為什么說在階段目前復(fù)合材料對于戰(zhàn)斗機減重意義不大？
• 2、C919有那些技術(shù)亮點？
• 3、怎么給給航天飛機“減肥”？
• 4、波音747大飛機
• 5、為什么戰(zhàn)斗機使用了鈦合金和復(fù)合材料后,能大大減輕機體重力？
• 6、無人機的機身材料是什么？

為什么說在階段目前復(fù)合材料對于戰(zhàn)斗機減重意義不大？

因為現(xiàn)在的復(fù)合材料也沒有特別好的，對于戰(zhàn)斗機減重并沒有太過于明顯的作用，所以說現(xiàn)今階段復(fù)合材料對于戰(zhàn)斗機減重意義不大。

C919有那些技術(shù)亮點？

從2007年國家對大飛機項目立項到2008年C919名稱發(fā)布，從設(shè)計圖紙到2015年底的總裝下線，這架飛機從無到有，承載了億萬國人對中國航空事業(yè)的期待。

為保證國產(chǎn)大飛機C919獲得國際市場的認可，該項目采用了大量的新技術(shù)，以保證C919飛機的綜合性能處于國際領(lǐng)先水平，在同波音737 MAX和空客A320neo競爭時，不至于處于下風。

首次自主設(shè)計超臨界機翼達到世界先進水平：C919的機翼設(shè)計采用了超臨界機翼。與傳統(tǒng)機翼相比，超臨界機翼可使飛機的巡航氣動效率提高20%以上，進而使其巡航速度提高將近100多千米/小時。如果用同一厚度的標準來設(shè)計傳統(tǒng)機翼和超臨界機翼，超臨界機翼的整體阻力比傳統(tǒng)機翼要小8%左右。采用超臨界機翼還可以減輕飛機的結(jié)構(gòu)重量，增大結(jié)構(gòu)空間及燃油容積。

先進材料首次在國產(chǎn)民機大規(guī)模應(yīng)用：C919采用鋁鋰合金、復(fù)合材料等先進材料實現(xiàn)飛機減重、增加使用壽命的目標。C919的第三代鋁鋰合金材料用量達到8.8%，先進復(fù)合材料用量達到12%。

C919裝配先進的機載系統(tǒng)和發(fā)動機：C919采用了先進的機載系統(tǒng)和發(fā)動機，比如高度模塊化和綜合化的航電系統(tǒng)、帶包線保護功能的全數(shù)字電傳飛控系統(tǒng)等，全新的LEAP-1C高涵道比發(fā)動機采用了一體化推進系統(tǒng)設(shè)計方式，經(jīng)濟性能更好。

怎么給給航天飛機“減肥”？

科學(xué)家們遇到的技術(shù)障礙遠遠不止以上這些，如何讓航天飛機安全進入軌道才是首要的難題。

為了克服地球引力的作用，航天飛機必須加速到每小時4萬千米以上的速度。

要想使航天飛機快速飛行，就要盡可能減輕飛行時的重量。數(shù)十年來，工程人員們絞盡腦汁，力圖解決飛行器的重量問題。由于燃料占了助動火箭重量的絕大部分，因此最好的解決方法就是使用一種重量輕、效率超高的推進劑。

新一代的航天飛機不會再攜帶大量的液態(tài)氧，而是在超音速狀態(tài)下在大氣層中隨時吸收氧氣，再進行壓縮，然后使用一個特殊的氣缸，使氧氣與航天飛機自身攜帶的液態(tài)氫產(chǎn)生燃燒。在加速到聲速的若干倍之后，飛機將會豎直向上升入軌道。這種新穎的發(fā)動機設(shè)計稱為“超音速沖壓式噴氣發(fā)動機”。

除了減輕燃料攜帶量以外，減輕航天飛機自身的重量也是一個可行的途徑。20世紀末期，美國科學(xué)家們就設(shè)計出了能夠以“單級推進方式”進入軌道的輕型航天飛機。

這種航天飛機是用石墨和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料做成的，重量不到常規(guī)航天飛機的一半。但是，在1999年進行的試驗中，用這種材料做成的氫燃料箱壁發(fā)生了破裂。在已經(jīng)花費了10多億美元的經(jīng)費以后，人們只能被迫放棄了這一計劃。

波音747大飛機

波音747一經(jīng)問世，便贏得了全世界乘客的青睞。747-400延續(xù)了747家族的傳奇，集先進技術(shù)于一體，是世界上最先進、燃油效率最高的飛機。747-400是目前生產(chǎn)的唯一747機型，在氣動性能方面有了許多重要的改進，其中包括：

增加翼梢小翼以減少阻力

采用全新的航空電子設(shè)備和駕駛艙

安裝最新的機載娛樂系統(tǒng)

747仍然是世界上最快的亞音速飛機，巡航速度為0.85馬赫，即音速的85%。747與廣受歡迎的777一樣，都是波音遠程機市場戰(zhàn)略的重要組成部分。

成功改進的產(chǎn)物

經(jīng)過改進的747-400與以往的747機型相比，航程更遠、燃油效率更高，而且噪聲和運營成本也更低。

747-400的航程約為7260海里（13450公里），是目前現(xiàn)役雙通道飛機中座英里成本最低的機型，其簽派可靠率高達99%。

波音于1989年向美國西北航空公司交付了首架747-400。自1969年首架747交付以來，波音已交付了近1300架747飛機，其中的555架為高科技的747-400。

截至2001年12月，全球約有40家客戶訂購了630架747-400，使747-400成為歷史上最受歡迎的寬體飛機。747之所以長盛不衰和廣受歡迎，是因為它具有無可匹敵的低座英里成本和無與倫比的舒適性，以及靈活性、遠程優(yōu)勢和集結(jié)新技術(shù)的能力。

航程更遠、業(yè)載更大、收益更高

遠程型747-400（又稱延程型747-400ER）有客貨兩種機型，其大小與目前的747-400相同，但航程更遠或業(yè)載能力更大（客運或貨運）。2000年11月28日，澳大利亞快達航空公司訂購了6架這種大型遠程飛機。目前，747-400ER（延程型）飛機已投入生產(chǎn)，預(yù)計將于2002年底投入運營。

2001年4月30日波音推出了747-400ER貨機，并獲得了國際租賃融資公司（ILFC）5架貨機的訂單，其中的第一架將于2002年底投入運營。

747-400ER是波音應(yīng)客戶需求而生產(chǎn)的飛機，與基本型747-400相比，更具現(xiàn)代特征，性能也更高，且易于加入現(xiàn)有機隊。747-400ER的起飛重量增至910000磅（412770公斤），比現(xiàn)有的747-400增加了35000磅（15876公斤），使飛機可多飛410海里（760公里）或增加15000磅（6800公斤）的業(yè)載，其負載形式為載貨更多或滿載416名乘客。

747－400ER（延程型）客機的航程為7670海里（14205公里）。747-400ER貨機的最大起飛重量為910000磅（412770公斤），航程為4970海里（9200公里）。

全新波音風格的客艙內(nèi)飾

747-400ER客艙的與眾不同之處在于其新的弧線型、向上彎曲的結(jié)構(gòu)。波音風格的寬體飛機內(nèi)飾不僅使人感覺更為開闊、舒適，777風格的樞軸式頭頂行李箱還增大了儲物空間。此外，乘客還可體驗到新的艙內(nèi)設(shè)計對衛(wèi)生間的改進。

總之，與乘坐其他飛機相比，747-400ER能為乘客多提供15%的空間來放置隨身行李，包括拉桿式行李箱、筆記本電腦和其他行李物品。新的行李艙經(jīng)過精心設(shè)計，可容納比普通拉桿式行李箱大30%的行李。上層艙的行李貯藏空間也顯著增加，乘客可以獲得比其他飛機多一倍以上的隨身行李放置空間。

雖然目前只有747-400ER擁有新的內(nèi)飾，波音正在為基本型747-400研制波音風格的新內(nèi)飾，并提供整體方案用于現(xiàn)役500架波音747-400客機的內(nèi)飾更新。

增強的氣動性能

747-400在氣動方面最顯著的改進是機翼延長了6英尺，并帶有翼梢小翼，翼梢小翼有6英尺高，向上并略微向外掠起。這種改進減少了油耗并增大了飛機的航程。在設(shè)計747-400時，波音工程師們發(fā)現(xiàn)當飛機以巡航速度飛行時，在普通機翼的翼尖處產(chǎn)生了一種被稱作渦流的渦動流譜?？諝鉁u流運動的最上部分實際上在機翼上面產(chǎn)生向下的力，從而形成了阻力。

起初，工程師曾試圖通過增加機翼長度來解決這個問題，但這樣會使飛機在日益擁擠的機場滑行道和停機坪上通過時變得很困難。機翼加長還將減少適合747-400的機場廊橋數(shù)量。采用的折衷方案是將機翼增加6英尺并加裝翼梢小翼。

翼梢小翼起到了加大翼展所能起到的作用，而又不需加大標準機位。翼尖的延伸段和翼梢小翼將燃油效率提高了約3%，這樣，一架飛機在壽命期內(nèi)可為航空公司及其乘客節(jié)省相當大的費用。耐用和輕質(zhì)的翼梢小翼是由碳纖維-環(huán)氧樹脂材料制成的，目前波音所有現(xiàn)代化飛機上用的都是這種材料。與全鋁結(jié)構(gòu)相比，這種復(fù)合材料和鋁制造的翼梢小翼可使每架飛機減重60磅（27公斤）。

先進的結(jié)構(gòu)材料

波音還重新設(shè)計了機翼－機身接合處的整流罩以減少阻力，為了提高效率，還特為先進的發(fā)動機（通用電氣公司的CF6-80C2B5F、普惠公司的PW4062和羅羅公司的RB211-524H）新設(shè)計了發(fā)動機艙和吊架。這些發(fā)動機都可提供63000磅的推力。

先進材料的使用，大大減輕了747-400結(jié)構(gòu)重量。過去客艙中使用的金屬地板已經(jīng)被輕質(zhì)、堅韌的碳纖維復(fù)合材料地板所代替。

747-400的16個主起落架機輪采用標準的碳剎車結(jié)構(gòu)，其能量吸收特性和耐磨性更高，并且重量減輕了約1800磅（816公斤）。

747-400使用了強度更高的鋁合金，這使其重量減輕了約4200磅（1900公斤），并疲勞壽命也被延長。這些在757和767飛機上使用的合金材料被用到747-400的機翼蒙皮、桁條和下面翼梁弦等部位。

改進的駕駛艙

同其他波音民機一樣，747-400駕駛艙具有高度靈活性。747-400的前身--747-300上是三人制模擬式駕艙；而747-400上改為帶有陰極射線管（CRT）顯示器的全數(shù)字式二人制駕駛艙。

6臺8英寸×8英寸（200毫米×200毫米）的CRT顯示器用來顯示飛機的飛行控制、導(dǎo)航、發(fā)動機和機組報警功能，從而以更少儀器數(shù)量顯示更多的信息。到2002年底，所有新747-400上的CRT顯示器都將被新的液晶顯示器（LCD）所代替。這些液晶顯示器可為將來的新功能提供更高的可靠性和更多的功能。

駕駛艙的燈、儀表和開關(guān)的數(shù)量從747-300的971個減少到365個。飛行機組的工作量設(shè)計為以前747機型的二分之一到三分之一。

發(fā)動機指示和機組報警系統(tǒng)（EICAS）可隨時在任意一臺CRT上調(diào)出各系統(tǒng)的情況或簡圖?，F(xiàn)在機組可以在飛行中得到有關(guān)飛機機械狀況的最新報告，而以前這些信息只有維修人員在飛機降落停場后才能得到。

客艙設(shè)計

遠程型（Longer-Range）747-400的客艙內(nèi)飾是基于頗受歡迎的747-400的，并進行了重新設(shè)計，以增強乘座舒適性、方便性以及乘客吸引力。艙頂和側(cè)板也采用了新型輕質(zhì)材料，為乘客提供了開放寬敞的空間。乘客行李艙的貯藏空間也更加寬敞：每個60英寸（152厘米）長的行李艙的容量為15.9立方英尺（0.4立方米），或者說每個乘客有2.9立方英尺（0.08立方米）的行李貯藏空間。

新型層壓材料設(shè)計滿足了波音的防火標準。新型的熱塑性復(fù)合材料可在起火時降低煙霧和有毒物質(zhì)的釋放，上層艙的艙頂是用改進的聚酯和酚醛板模壓材料制造的，代替了聚酯材料。

艙內(nèi)的靈活布局使航空公司可以更快地重新安排客艙隔板、廚房和衛(wèi)生間組件，以滿足市場需求。真空廢物處理系統(tǒng)簡化了衛(wèi)生間的安裝，艙內(nèi)還有用于安置廚房和衛(wèi)生間的其他位置。這些"快速轉(zhuǎn)換特性"可在48小時內(nèi)完成主要重新布局，而座椅和客艙可在一夜之間改好。

波音還修改了747-400的空氣分布系統(tǒng)。主客艙的空氣分布區(qū)從3個增加到5個，并且每個區(qū)的通風速度可按乘客密度調(diào)節(jié)。

747-400機身后部衛(wèi)生間上面的區(qū)域可供航空公司選擇作為機組休息區(qū)，這在所有飛機中是第一次。該區(qū)域可安排8張床鋪和2個座椅，讓不當班的乘務(wù)員有舒適獨立的休息室。重新安排機組休息區(qū)，可在飛機主客艙騰出10個贏利座位。

面向21世紀的先進制造技術(shù)

目前已交付使用的747達1300架，使747成為有史以來最暢銷的寬體飛機。747-400采用一流的組裝程序，從而確保了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了交付周期，也降低了維護與生產(chǎn)成本。

最近波音完成了一項五年計劃，對747的設(shè)計與制造方面進行了現(xiàn)代化改造。超過10000張飛機巨大機身的工程圖紙以數(shù)字形式輸入數(shù)據(jù)裝置，使部件的生產(chǎn)更為精確。這些數(shù)據(jù)裝置還采用全新的加工工具，對飛機蒙皮板進行激光制導(dǎo)組裝。這一工具還可用來加工延長型747X。延長型747X約比目前的747-400長30英尺（9.1米）。根據(jù)市場行情與客戶需要，該飛機最早將于2008年可投入運營。

波音公司一直在探索利用精益生產(chǎn)工藝簡化生產(chǎn)過程，747項目正在為埃弗雷特工廠研究一條移動生產(chǎn)線。如果將二者相結(jié)合，到2004年，747將擁有一條連續(xù)移動的總裝線。這表明波音正努力讓747這一"空中皇后"成功邁入21世紀。

747 -- 一個全能的飛機家族

747-400有客機型、客貨混裝型和貨機型，為客戶在選擇上提供最大的靈活性。

客貨混裝型：混裝型747-400是將兩種機型合二為一，在主艙內(nèi)即可載客（前部）也可載貨（后部）?；煅b型機的左翼后部有一個大型側(cè)壁貨艙門，再加上可移動的乘客座位和裝載貨物軌道，航空公司可以在主艙乘客座位后部放置集裝箱。這種靈活性使航空公司可以按不同的市場變化周期與包機要求調(diào)整內(nèi)部配置。

貨機：747-400貨機是業(yè)內(nèi)最大、每噸英里成本最低的民用貨運機型。747-400貨機的載貨量及航程均是其競爭機型的兩倍。隨著2001年4月747-400ER貨機的推出，該機型可提供無可匹敵的更大業(yè)載、航程和速度。標準型747-400貨機的最大起飛重量為875000磅（396900公斤），可運載124噸（113000公斤）貨物飛行4450海里（8240公里）。預(yù)計747-400ER貨機將于2002年底投入運營，其最大起飛重量為910000磅（412770公斤）。在最大起飛重量下進行遠程飛行時，可多飛525海里（972公里），或多載22000磅（9980公斤）業(yè)載。

國內(nèi)型：國內(nèi)型747-400是一款大容量飛機（可搭載568名乘客）。為適應(yīng)日本國內(nèi)高起降率、短航程運營市場的需要，對飛機進行了結(jié)構(gòu)改進。因為國內(nèi)型747-400不需要747-400上的加長翼與翼稍小翼來減小阻力，所以它采用與747-100、200及300相同的機翼。波音已經(jīng)制造并交付了19架這樣的飛機。由于市場上對于極高容量（550名乘客）飛機的需求減少，因此波音不再生產(chǎn)國內(nèi)型747-400。

放眼未來

波音不斷進行市場調(diào)研，以改進747-400客機和貨機，使其能夠提供更大業(yè)載、更遠航程、更多選擇、更高性能，為客戶提高創(chuàng)收能力，同時也會更加環(huán)保。

波音目前正在積極地與747客戶溝通，征詢他們對未來飛機在遠程與高性能方面的需求?，F(xiàn)在正在開發(fā)一個747產(chǎn)品改進項目，旨在為現(xiàn)有和未來的客戶提供帶有新性能的、更有價值的飛機，計劃最早將于2003年晚些時候完成。

駕駛室的圖片

為什么戰(zhàn)斗機使用了鈦合金和復(fù)合材料后,能大大減輕機體重力？

最早的飛機機體使用鋁，但鋁的熔點和強度都不夠，后來使用鋁鎂合金。

但隨著飛機速度越來越高，在高速（超音速條件下），機體溫度會升得非常高（詳見音障、熱障等物理學(xué)術(shù)語）。所以考慮使用高強度，耐高溫的鈦合金和其它復(fù)合材料，這些材料強度遠比鋁鎂合金高得多。舉個例子：在做機體支撐件的時候，本來要使用厚度為10mm的鋁鎂合金才能達到強度要求，而鈦合金本來強度就高，只用5mm厚度就可以達到同樣的力學(xué)要求。而且支撐結(jié)構(gòu)也可以簡化。這樣一來，雖然鈦合金本身的比重要比鋁等金屬大，但由于結(jié)構(gòu)上減重和簡化更多，所以最終總體質(zhì)量就降低了。這對于改善飛機飛行品質(zhì)有很大好處。

無人機的機身材料是什么？

無人機的機身材料是復(fù)合材料。如圖:

復(fù)合材料的優(yōu)點一:和傳統(tǒng)金屬材料相比，復(fù)合材料具有比強度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、抗疲勞能力和抗振能力強的特點，將它應(yīng)用于無人機結(jié)構(gòu)中可以減重25％ ~30％。樹脂基復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)重量輕、復(fù)雜或大型結(jié)構(gòu)易于成型、設(shè)計空間大、比強度和比剛度高、熱膨脹系數(shù)小等諸多優(yōu)點。

復(fù)合材料的優(yōu)點二:復(fù)合材料本身具有可設(shè)計性，在不改變結(jié)構(gòu)重量的情況下，可根據(jù)飛機的強度剛度要求進行優(yōu)化設(shè)計；在設(shè)計制造技術(shù)上滿足了大多數(shù)無人機在高度翼身融合結(jié)構(gòu)所需的大面積整體成形這一特點。

復(fù)合材料的優(yōu)點三:無人機復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中常使用到的是復(fù)合材料的輕質(zhì)、高比強度比模量等特性。主要通過增強材料（碳纖維、玻璃纖維等）良好的力學(xué)性能和基本材料（樹脂）的粘結(jié)作用兩者有機的結(jié)合而成。

綜上既可以有強度支撐無人機機體架構(gòu)，又能夠最大程度上擺脫引力不受中立影響的復(fù)合材料，融合了下面三種材質(zhì):

①碳纖維:一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。碳纖維"外柔內(nèi)剛"，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性。

②玻璃纖維:玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。

③樹脂:指受熱后有軟化或熔融范圍，軟化時在外力作用下有流動傾向，常溫下是固態(tài)、半固態(tài)，有時也可以是液態(tài)的有機聚合物。廣義地講，可以作為塑料制品加工原料的任何高分子化合物都稱為樹脂。

關(guān)于《飛機輕量化材料》的介紹到此就結(jié)束了。