航空材料的演变发展史

什么样的材料可称为航空材料?

其实,到目前为止,在国内外没有对航空材料下一个明确的定义,所以在360百科上没有明确地对航空材料的定义。一般来说,航空材料是指制造航空器、航空发动机和机载设备等所用各类材料的总称。在化学领域中,我们常把材料按物理化学属性可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料。自然航空材料也可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。其中金属材料中不得不提的当然是铝合金了,铝合金在民航飞机中的占用量为70%-80%。

从目前来看,航空材料已经成为材料科学的一个极为重要的独立分支。人们常说,“一代材料,一代飞行器”,可见航空材料在一定程度上对飞机的发展和创新起到决定作用。当然航空材料的发展和进步,也反映了一个国家的结构材料的技术水平。

一百多年来,飞机机体的航空材料结构经历了四个阶段,现在已经跨入了第五阶段了。

第一阶段

第一阶段始于1903年,止于1919年。这一阶段是木、布结构



这一阶段的飞机结构较为简单,主要用到的材料有木材、蒙布、金属丝、钢索等,早期飞机用木三夹板、木条等来做飞机大梁和飞机骨架,采用亚麻布做机翼的翼面,而这就是飞机的木布结构。自然,世界上第一架飞机“飞行者”号飞机为木制骨架,布蒙皮双翼机。

第二阶段

第一阶段始于1920年,到1949年。这一阶段是铝、钢结构


1925年以后,许多国家逐渐用钢管代替木材做机身骨架,用铝板做蒙皮,制造出全金属结构飞机。然而,早在1912年,就有人尝试用铝来替代木材,制作一架全金属飞机。1912年德国人汉斯·雷斯涅尔成功设计了世界上第一架用纯铝制成的全金属单翼飞机。在20世纪30年代,金属的使用才逐渐成为普通的常用的飞机材料结构。

第三阶段

从1950年到1969年,第三阶段是铝、钛、钢结构


1953年,美国道格拉斯公司出产的DC-T机发动机的防火壁和短舱上首次使用钛材。到了20世纪50年代中期,钛合金开始被应用于航空上,主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。由于钛的性能,比如耐热性能好,常被用于飞机的高温部位。因为钛和钛的合金大量用于航空工业,所以有"空间金属"之称。

第四阶段

1970年-21世纪初,这一阶段是铝、钛、钢、复合材料结构以铝为主



在20世纪60年代末期,树脂基先进复合材料的发现,使其成为航空结构材料,后来在碳、硼纤维树脂基复合材料的基础上,又出现了金属及复合材料,也被用于航空航天领域。1970年美国F-14战机(下图),其中的机体结构中有36%的铝合金(依然以铝为主)、25%的钛合金、15%的钢、4%的非金属材料,还有20%的复合材料。1989年,美国F-22战机(上图),其飞机结构中复合材料使用量达到24%。

第五阶段

21世纪初至今,这一阶段是复合材料、铝、钛、钢结构。以复合材料为主。


因为复合材料的比模量、比强度、比重等优势,复合材料将是未来飞机的首选航空材料结构。目前,美国贝奇飞机制造公司制造出世界第一架全复合材料密封飞机,这架飞机由2600个部件组成,部件少。而且这架飞机仅载客10人。当然,这种飞机具有航速快、重量轻等优点。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,772评论 6 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,458评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,610评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,640评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,657评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,590评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,962评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,631评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,870评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,611评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,704评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,386评论 4 319
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,969评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,944评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,179评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,742评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,440评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容