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飛機是什麼材料做的

欄目: 歷史 / 釋出於: / 人氣:1.66W

航空材料。人類歷史上第一架飛機,是萊特兄弟在1903年製造的飛行者一號,在當時的科技水平下,他們選用了成本低廉又便於加工的木頭。

再到後來一戰爆發,很多戰鬥機的外皮也仍然使用的是木質膠合板。

飛機是什麼材料做的

直到1915年,德國的雨果·容克,用鋁合金造出了世界上第一架結構全部使用金屬的飛機。這一舉動改變了航空材料的發展前景,到了現代,塑性良好、輕便牢固還成本低廉的鋁合金,一直被廣泛使用在各種飛機的製造上。不過鋁合金還有和它類似的鎂合金,有一個缺點就是不夠耐高溫,最多隻能承受100多度的溫度,而飛機發動機的溫度更高,這個時候,就只能讓更加耐高溫的鋼材出馬了。另外,它們的堅硬程度也不如鋼,像飛機各個部件比如機翼和機尾接頭的這類地方,對材料的承重性要求很高,最適宜使用的也是耐高壓的鋼材。

用超過三倍音速的速度震驚美國的,前蘇聯戰鬥機米格-25,就是靠著80%合金鋼的結構,才達到了這樣的強度。飛機在高空飛行時,機身增壓座艙承受內壓力,需要採用抗拉強度高、耐疲勞的硬鋁作蒙皮材料。機身隔框一般採用超硬鋁,承受較大載荷的加強框採用高強度結構鋼或鈦合金。

很多飛機的機載雷達裝在機身頭部,一般採用玻璃纖維增強塑料做成的頭錐將它罩住以便能透過電磁波。駕駛艙的座艙蓋和風擋玻璃採用丙烯酸酯透明塑料(有機玻璃)。飛機在著陸時主起落架要在一瞬間承受幾百千牛乃至幾兆牛(幾十噸力至幾百噸力)的撞擊力,因此必須採用衝擊韌性好的超高強度結構鋼。

前起落架受力較小,通常採用普通合金鋼或超硬鋁。隨著航空材料學的不斷髮展,人們開始越來越多地使用起復合材料來,使用兩種及以上的複合材料,結合了不同材料的優勢,還能抵消它們各自的劣勢。不同於傳統的合金,近年來飛機上所用的複合材料,大都使用更加輕便的樹脂基和碳纖維或玻璃纖維元件混合。

比起合金,它們更加便於改造加工,完全可以按照設計圖來制定不同部位的強度。還有一個優勢就是,它們比金屬更便宜。在國際民航市場上大受好評的波音787客機,就大規模使用了複合材料。毫無疑問,複合材料是航空材料學領域在未來的重點研究方向,幾種材料結合的模式,會創造出一加一大於二的成果,比起傳統材料,它擁有更多可能性。

未來的客機,以及更為高精尖的導彈、火箭和飛船等航天載具,都對材料的適應性和創新性有更高的要求。那個時候,也只有複合材料可以勝任。但是,傳統材料肯定也不會那麼快就退出歷史舞臺,它們也擁有複合材料所沒有的優勢。就算現在的客機,50%都是複合材料,剩下的部分還是需要傳統材料。

飛機是什麼材質做的

飛機是什麼材料做的 第2張

飛機是航空材料做的。通常包括金屬材料(結構鋼、不鏽鋼、高溫合金、有色金屬及合金等)、有機高分子材料(橡膠、塑料、透明材料、塗料等)和複合材料。

新型航空材料及先進工藝發展很快,如高強度鋁合金、鈦合金、高溫合金、超高強度鋼、複合材料、隱身材料及定向凝固葉片技術、定向共晶葉片技術、粉末高溫合金屬輪盤製造技術等,為第四代、第五代飛機的發展提供了物質保障。

擴充套件資料:飛機在高空飛行時,機身增壓座艙承受內壓力,需要採用抗拉強度高、耐疲勞的硬鋁作蒙皮材料。機身隔框一般採用超硬鋁,承受較大載荷的加強框採用高強度結構鋼或鈦合金。很多飛機的機載雷達裝在機身頭部,一般採用玻璃纖維增強塑料做成的頭錐將它罩住以便能透過電磁波。駕駛艙的座艙蓋和風擋玻璃採用丙烯酸酯透明塑料(有機玻璃)。

飛機在著陸時主起落架要在一瞬間承受幾百千牛乃至幾兆牛(幾十噸力至幾百噸力)的撞擊力,因此必須採用衝擊韌性好的超高強度結構鋼。前起落架受力較小,通常採用普通合金鋼或超硬鋁。

飛機是什麼材料做的

飛機是什麼材料做的 第3張

材質;飛機外殼的材質多數是鈦合金特性;鈦合金是廣泛地運用於航空航天技術領域的高效能材料,其重量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕是其最顯著的特點。對於製作自行車架來說,在眾多的金屬材料中,鈦合金是唯一同時具有高強度、低密度,極好的抗疲勞和耐腐蝕效能,以及較低的彈性模數的材料,因此它是十分理想地製作車架的材料。

此外,鈦合金也廣泛地應用於醫療器械、化工裝置、軍工及運動器材等領域。

由於加工工藝複雜,所以材料價格昂貴,這是造成產品價格較高的主要原因。鈦合金和很多合金金屬一樣,也是由鈦與一些有用的金屬成份組成,以滿足對材料效能的要求,但其主要成份中鈦佔到90%以上。在航空航天技術中廣泛應用的是兩種合金,既ti6al4v(6%鋁,4%釩,90%鈦)和ti3al2.5v(3%鋁,2.5%釩,94.5%鈦)。ti3al2.5v是用於製造高強度管材的專用材料ti6al4v則主要用於航空航天領域中機身的製造。

作為製作高檔的自行車車架的材料應具有較高的強度和硬度,鈦合金將是一種極好的選擇。不僅其重量僅為鋼的50%,且強度重量比比鉻鉬鋼高28.4%。鈦合金同時具備很好的抗疲勞的效能,疲勞極限是鋼的兩倍,鋁合金車架在使用較長時間以後在這方面也無法與鈦合金車架相比。

作為應用在自行車架上的高強度和低密度的鈦合金材料,它不僅會讓車架重量輕、強度高而且會讓車架更經久耐用。鈦合金具有極好的抗腐蝕效能,事實上,作為自行車架的使用,它的表面不需要塗漆保護,因為它不會象鐵和鋁車架那樣生鏽或腐蝕,並耐酸雨、紫外線、潮溼等的侵蝕,所以你不必擔心其金屬表面會因裸露在空氣中形成凹陷、鏽蝕。

飛機是什麼做的

飛機是什麼材料做的 第4張

大多數飛機由五個主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動力裝置。 機翼 機翼的主要功用是為飛機提供升力,以支援飛機在空中飛行,也起一定的穩定和操縱作用。

在機翼上一般安裝有副翼和襟翼。

操縱副翼可使飛機滾轉;放下襟翼能使機翼升力係數增大。另外,機翼上還可安裝發動機、起落架和油箱等。機翼有各種形狀,數目也有不同。在航空技術不發達的早期為了提供更大的升力,飛機以雙翼機甚至多翼機為主,但現代飛機一般是單翼機。

機身 機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種裝置;還可將飛機的其它部件如尾翼、機翼及發動機等連線成一個整體。但是飛翼是將機身隱藏在機翼內的。 尾翼 尾翼包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。

水平尾翼由固定的水平安定面和可動的升降舵組成(某些型號的民用機和軍用機整個平尾都是可動的控制面,沒有專門的升降舵)。垂直尾翼則包括固定的垂直安定面和可動的方向舵。尾翼的主要功用是用來操縱飛機俯仰和偏轉,以及保證飛機能平穩地飛行。

起落裝置 起落裝置又稱起落架,是用來支撐飛機並使它能在地面和其他水平面起落和停放。陸上飛機的起落裝置,一般由減震支柱和機輪組成,此外還有專供水上飛機起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。它是用於起飛與著陸滑跑、地面滑行和停放時支撐飛機。

動力裝置 動力裝置主要用來產生拉力或推力,使飛機前進。其次還可以為飛機上的用電裝置提供電力,為空調裝置等用氣裝置提供氣源。 現代飛機的動力裝置主要包括渦輪發動機和活塞發動機兩種,應用較廣泛的動力裝置有四種:航空活塞式發動機加螺旋槳推進器;渦輪噴射發動機;渦輪螺旋槳發動機;渦輪風扇發動機。隨著航空技術的發展,火箭發動機、衝壓發動機、原子能航空發動機等,也有可能會逐漸被採用。

動力裝置除發動機外,還包括一系列保證發動機正常工作的系統,如燃油供應系統等。 飛機除了上述五個主要部分之外,還裝有各種儀表、通訊裝置、領航裝置、安全裝置和其它裝置等。

飛機是什麼製造的

飛機是什麼材料做的 第5張

製造過程飛機機體制造要經過工藝準備、工藝裝備的製造、毛坯的製備、零件的加工、裝配和檢測諸過程。飛機制造中採用不同於一般機械製造的協調技術(如模線樣板工作法)和大量的工藝裝備(如各種工夾具、模胎和型架等),以保證所製造的飛機具有準確的外形。

工藝準備工作包括製造中的協調方法和協調路線的確定,工藝裝備的設計等。

原材料飛機機體的主要材料是鋁合金、鈦合金、鎂合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工廠提供。飛機上還有大量鍛件和鑄件,如機身加強框,機翼翼樑和加強肋多用高強度鋁合金和合金鋼鍛造毛坯,這些大型鍛件要在300~700兆牛(3~7萬噸力)的巨型水壓機上鍛壓成形。零件加工主要有鈑金零件成形、機械加工和非金屬材料加工。金屬零件在加工中和加工後一般還要熱處理和表面處理。

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