續(xù)航能力是的重要技術(shù)指標,一架普通的飛行時間大約為10-20分鐘;即便是一架柴油動力的無人駕駛飛機,它的續(xù)航記錄也只有幾天而已。
Prismatic公司和BAE系統(tǒng)航空公司正在合作研發(fā)一款新型的太陽能電動——PHASA-35,它很有可能是到目前為止,飛越海拔更高、續(xù)航時間的無人駕駛飛機。
這架的翼展為35米,大約是波音747的一半。不過,它也非常輕,采用了的碳纖維結(jié)構(gòu),重量只有150公斤——相當于747飛機起飛重量的0.05%。
該可以在距地球7萬英尺的平流層飛行,預(yù)計一次飛行可達一整年。一旦研制成功,該將被廣泛用于基礎(chǔ)通訊、為偏遠地區(qū)提供GPS覆蓋,以及光學(xué)影像研究
”輕質(zhì)化、長壽命、舸靠能、高隱身、高突防、低成本”是新一代的發(fā)展目標,而碳纖維復(fù)合材料,憑借著自身輕質(zhì)、高強、
可設(shè)計、、耐高溫等優(yōu)點,逐漸使用于上,成為的結(jié)構(gòu)的基本材料。
縱觀國內(nèi)外,結(jié)構(gòu)使用碳纖維復(fù)合材料大致可分為三個階段:第-階段,用于受力較小或非承力件,如艙門、口蓋、整流罩以及襟副冀、方向舵等;第二階段,用于垂尾、平尾等尾翼-級的次承力部件;第三階段,用于機冀、機身等主承力結(jié)構(gòu)。碳纖維復(fù)合材料的密度為1.7g/cm^3 ,強度1500MPa ,碳纖維FR-4加工件廠商,而傳統(tǒng)的制造材料鋼、鋁,它們的密度分別為2.7g/cm^3、7.85g/cm^3 ,強度分別為600MPa、265MPa.
碳纖維復(fù)合材料使用于結(jié)構(gòu)上已經(jīng)歷了半個世紀,并取得了巨大的成功,獲得了寶貴的經(jīng)驗。但是從發(fā)展角度看,想要擴 大使用,還需解決-些列問題:
1、減重效率有待進一步提高。造成這個問題主要有三方面原因:設(shè)計合理性、材料穩(wěn)定協(xié)調(diào)性以及檢側(cè)可靠性。
2、降低成本勢在必行。碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成本主要來源于制造工藝、驗證分析試驗和增強纖維材料等三大方面。
3、加快造自動化程度與材料化需深化研究。盡管自動鋪放技術(shù)近幾年發(fā)展迅速,但是對碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造工藝,無論是單個構(gòu)件制造過程還是不同類的結(jié)構(gòu)件,碳纖維FR-4加工件生產(chǎn)廠家,其自動化普適性均有待根本改進,以進一步提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量。
先來看看鋼、鋁和鈦合金這三種材料。相同體積下鋁的重量輕,密度只有2.8g/cm3 ,但它的強度也是三者中的,耐高溫能力也不太好。
鋼材的強度很高,韌性也很好,那些對尺寸要求嚴格的部件都可以用鋼材來制作,不過它的重量很大,密度是7.8g/cm3 ,在力求減負減重飛機中不能使用過多。鈦合金的重比鋁重、比鋼輕,強度、耐熱性能等都不錯,但價格太高。
再來看看碳纖維,碳纖維的種類很多,碳纖維FR-4加工件供應(yīng),用在飛機上的都是T300、T800等材料。 碳纖維的密度為1.5g/cm3 ,只有鋁重量的一半。飛機克服自身的重動才能飛起,自然是重量越輕越好,輕重量還能省去不少油耗。它的拉伸強度在1.5GMPa以上,隆回碳纖維FR-4加工件,比鋁合部件高出幾倍不止,和高強度的合金鋼差不多,能承受強烈的外力摩擦和沖擊。
舉個例子,拿波音797 飛機來說吧,- -架 飛機使用23噸碳纖維代替其它材料,在整架飛機結(jié)構(gòu)中占50%的話,重量足足能減輕15噸,可見碳纖維材料的優(yōu)勢。隨著科技的發(fā)展,相信碳纖維材料的使用會越來越多,我們的生活也因它變的更美好。
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