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航空航天中的碳纖維復合材料

發布時間: 2023年04月12日

自從人類首次涉足空中以來，設計師就一向在賡續努力進步升重比。復合材料在減輕重量方面發揮了緊張作用，現在使用的重要類型有三種：碳纖維，玻璃纖維和芳綸加強環氧樹脂復合材料。還有其他一些，例如硼加強（它自己是在鎢芯上形成的復合材料）。

自1987年以來，復合材料在航空航天中的使用每五年增長一倍，并且定期出現新的復合材料。

用途

復合材料用途廣泛，可用于所有飛機和航天器的結構應用和組件，從熱氣球吊船和滑翔機到客機，戰斗機和航天飛機。應用范圍從完備的飛機（如Beech Starship）到機翼組件，直升機旋翼槳葉，螺旋槳，座椅和儀表外殼。

這些類型具有不同的機械性能，并用于飛機制造的不同領域。例如，碳纖維具有獨特的委靡性能。

鋁制機翼具有已知的金屬委靡壽命，而碳纖維的可展望性要差得多（但天天都會明顯進步），但硼結果很好（例如在高級戰術戰斗機的機翼中）。芳綸纖維（“凱夫拉爾”是杜邦公司擁有的著名專有品牌）被廣泛用于蜂窩板情勢，用以構造特別很是堅硬，特別很是輕的艙壁，燃料箱和地板。它們還用于前緣和后緣機翼組件。

在一項實驗計劃中，波音公司成功地使用了1,500個復合零件來替代直升機中的11,000個金屬零件。在商業和休閑航空中，以復合材料為基礎的組件代替金屬作為維護周期的一部分正在敏捷增加。

總體而言，碳纖維是航空航天應用中使用最廣泛的復合纖維。

益處

我們已經介紹了一些方法，例如減輕體重，但這是完備列表：

隨著燃油成本和環境珍愛壓力的賡續增長，商業遨游飛翔承受著賡續進步性能的壓力，而減輕重量是其中的關鍵因素。

除了日常運營成本外，還可通過削減部件數量和削減腐蝕來簡化飛機維護計劃。飛機制造營業的競爭性子確保了在任何可能的地方探索和行使任何降低運營成本的機會。

軍事領域也存在競爭，賡續施加壓力以增長有用載荷和射程，遨游飛翔性能特性以及“生存能力”，不僅是飛機，還有導彈。

復合技術賡續發展，玄武巖和碳納米管等新型材料的出現必將加速和擴展復合材料的使用。

在航空航天領域，復合材料將繼承存在。