通用飞机复合材料结构低成本制造技术
作者:陈静 程文礼kta 李贤德
来源:《新材料产业》2017年第12期
美国最好的大学 一、概述
通用飞机在近十几年的飞速发展过程中,一个显著的特征就是复合材料在通用航空上应用的快速增长,从小的次乘力结构到要求更高的控制面、尾翼部件、机身和机翼,再到部分制造商已经开始制造的全复合材料机体结构。现在,越来越多的制造商正在寻找从铝到复合材料机身转换的竞争优势。这主要归功于复合材料的以下优点:
①更好的抗冲击性:碳纤维复合材料结构在与铝合金相同的强度下具有更高的刚度,这就提供了更大的安全性和更好的抗腐蚀和抗冲击性能;②减小单位价格:部件的整体化和共固化成型减少了制造商的生产和装配时间,同时减少了劳动力费用,消除了大量沉重而且会产生诱导应力的紧固件。③减小维修:金属材料长期使用容易疲劳和腐蚀,相反,复合材料具有更好的抗疲劳和耐腐性,这就减少了机体的检测、维护和维修费用。④改善气动外形:复合材料结构的成型不受金属材料生产的限制,可以实现理想的动力外形。推荐电影⑤我想你的英文提高功率-质量
比:复合材料机身比传统的机身具有更轻的质量和更高的强度,可以提升操作效率和飞机性能。六级成绩什么时候公布2021年6月
目前,国际上主要的复合材料公务机有赛斯纳350及400飞机,西锐公司的轻型飞机SR20、SR22,钻石飞机公司的DA20 Eclip、DA40、DA42、D-JET,亚当公司的A700和A500飞机以及美国豪客比奇公司的“2014世界杯32强首相Ⅰ”。复合材料结构件用材的比例已经成为飞机先进性的重要标志。为进一步提高市场竞争力,低成本复合材料结构设计-制造技术已经成为世界通用飞机制造商必须要面对和解决的问题之一。
二、通用飞机复合材料典型结构应用
1.Hawker 4000夹层结构复合材料机身
Hawker 4000公务机机身为复合材料蜂窝夹层结构,机身结构由3个筒体在机翼处连接。筒体蜂窝夹层结构采用辛辛那提公司(Cincinnati)influencedVIPER 自动纤维铺放设备在铝合金芯模上进行丝束铺放。预浸料所用碳纤维为东邦Tenax美国公司的G40-800和赫氏(Hexcel)公司的IM7,环氧树脂采用氰特(Cytec)工程材料公司的977-2或什么是hifiE7K8。蜂窝
采用Hexcel公司的Nomex蜂窝。胶膜、发泡胶等胶粘剂材料由3M公司提供。最外层防雷击材料采用Cytec公司的四六级英语成绩查询Surface Master 905。整体结构最薄处设计采用3/芯/3,根据结构在需要的位置进行铺层补偿以满足承载需要。一般的铺层取向是0°/+45°/-45°/90°。但纤维的排列结构根据特定载荷分布区域进行优化设计,门窗开口区域周围增加厚度以提高强度。单向带预浸料采用丝束铺放设备进行铺放,织物预浸料、蜂窝芯子、胶膜及表面防雷击材料采用激光投影辅助手工铺放。在芯轴上铺完后,从铝芯轴上取下置于阴模内,阴模为独特的自我介绍2部分碳/环氧材料组成的蛤形件结构,经真空袋封装按工艺在热压罐中固化。筒体间的连接采用糊状胶胶接和紧固件机械连接相结合的方式完成。豪客比奇公司在Hawker 4000飞机上选用复合材料(图1)主要基于复合材料的高比强度、可制造性、可维修性及经济性,另外采用复合材料可以增加舱内空间、减轻结构质量以及减少零件数量,这样即提高了舒适度,又降低了制造工时成本。