Samsett koltrefjaefni -- Bætir töfravængjum við flugvélar

Feb 02, 2023

Skildu eftir skilaboð

Sem ný efnistækni hefur samsetta efnið verið mikið notað í herflugvélum.

Á sjöunda áratugnum,glertrefjastyrkt samsett efni byrjaði fyrst að nota í flugvélahlíf, flaperon. Á þessum tíma eru vélrænni eiginleikar samsettra efna tiltölulega lágir og flugvélahlutar úr samsettum efnum eru lítil í stærð og kraftstigi.


Seint á sjöunda áratugnum,byrjað var að nota bórtrefja/epoxý samsett efni í mannvirki flugvéla. Til dæmis byrjaði F-14 að bera bórtrefjastyrkt epoxýplastefni á flata skottið árið 1971.


Um miðjan-1970s,afkastamikið samsett efni með koltrefjum þegar styrkingin fæddist, sem opnaði fyrir stórfellda notkun samsettra efna í flugvélum. Koltrefjastyrkt samsett efni með framúrskarandi háan sérstyrk, háan sértækan stuðul, tæringarþol og þreytuþol henta mjög vel fyrir kröfur um flugbúnað. Koltrefjastyrkt samsett efni eru smám saman notuð í lóðréttum hala og sléttu skoti herflugvéla með stórum krafti og stórum stærðum, svo sem samsettum hala og lóðréttum hala F-15, F-16, Mig{ {5}}, Mirage 2000, F/A-18 og önnur flugvél. Frá áttunda áratugnum hafa skottuggar erlendra herflugvéla allir notað samsett efni. Flati skottið og lóðrétt skottið úr samsettum efnum eru yfirleitt 5 prósent -7 prósent af heildarbyggingarþyngd flugvélarinnar.


Eftir að halaugginn fór inn í samsett efnistímabilið,notkun samsettra efna fór að þróast á vængi, skrokk og aðra helstu hluti herflugvéla með stórum burðarvirkjum og stórum stærðum. McDonnell Douglas var brautryðjandi á F/A-18 samsettu vængnum árið 1976 og tók til starfa árið 1982 og jók samsetta notkun í 13 prósent. Síðan þá eru vængir herflugvéla sem þróaðir eru af ýmsum löndum nánast allir úr samsettum efnum. Til dæmis, AV-8B, B-2, F/A-22, F/A-18E/F, F-35 frá Bandaríkjunum, Rafale frá Frakklandi, JAS-39 frá Svíþjóð, Typhoon þróað í sameiningu af fjórum Evrópulöndum, S-37 Rússlandi, og svo framvegis.


Sem stendur,magn samsettra efna í háþróuðum herflugvélum heimsins er 20 prósent -50 prósent af þyngd alls flugvélabyggingarinnar. Helstu hlutar samsettra efna eru maur, flatur hali, lóðréttur hali, flatur halabox, vængur, framan skrokkur og svo framvegis. Ef samsett efni eru um 50 prósent af heildarþyngd flugvélarinnar, þá eru flestir burðarhlutar flugvélarinnar úr samsettum efnum, eins og B-2 laumusprengjuflugvélinni.


Árið 2020,Hlutfall eftirspurnar eftir koltrefjum í geimferðum og eftirspurn eftir koltrefjum í geimferðum er 1,80 prósent. Eftirspurnargrunnurinn er lítill, en afkastamikil eftirspurn er mikil og forritið er mikið notað. Á sama tíma, með hraðri þróun langdrægra stefnumótandi vopna Kína, er gert ráð fyrir að auka notkunarhlutfall koltrefja samsettra efna.

Bylgjudeyfandi laumuspil:Venjuleg koltrefjar eru endurskinsmerki rafsegulbylgna og hefur ekki bylgjudrepandi virkni, með yfirborðsbreytingum á koltrefjum (eins og nikkelhúðun, húðuð með kísilkarbíðhúð osfrv.), Þróun nýrra koltrefja (e. svo sem koltrefjar í sérstökum hluta, spíral koltrefjar, porous koltrefjar, kolefni nanórör, osfrv.), geta verulega bætt rafsegulvirkni þess.


Sérstakar koltrefjar eru notaðar til að búa til laumuflugvélar, eins og B-2 laumusprengjuflugvélin, en allur skrokkurinn er úr koltrefjasamsetningu nema títan í aðalgeisla og vélarrými. Magn CFRP sem bandaríska laumuflugvélin F-22 notar er allt að 24 prósent og magn samsetts efnis sem breska Typhoon orrustuþotan notar er allt að 40 prósent. Uppbyggingar koltrefjagleypandi samsetningin er mikilvæg þróunarstefna ratsjár laumuspilsefna, sem sameinar byggingarlega kosti léttar og mikils styrks og gleypa eiginleika samsetts. Gleypiefni úr koltrefjum er frábært gleypið efni sem samþættir virkni og uppbyggingu. Með endurbótum og endurbótum á laumubyggingarefnum mun eftirspurn eftir samsettu efni úr koltrefjum halda áfram að aukast.


Fyrir fjórðu kynslóð kínverskra flugvéla er notkunarsvið samsettra efna takmörkuð við halavæng, andvæng og önnur aukaburðarvirki, hlutfallið er minna en 10 prósent, skammtur af samsettu efni fjórðu kynslóðar flugvéla hefur gert augljóst bylting, skammtur samsetts efnis nær um 20 prósent af allri vélarbyggingunni.


Eftir næstum 40 ára þróun hefur háþróaður plastefni sem byggir á samsettum efnum fyrir herflugvélar verið þróuð frá óbærilegum íhlutum til auka- og aðalburðarhluta og geta náð umtalsverðri þyngdarlækkun um 20 prósent ~ 30 prósent. Hvað varðar neyslu er magn samsettra efna sem notað er í háþróaðar herflugvélar farið yfir 30 prósent um þessar mundir og mun hlutfallið vera stöðugt í framtíðinni. Við framleiðslu herflugvéla er hægt að nota plastefni sem byggir á samsettum efnum til að framleiða radome, vængi, skrokk, canard, flatan hala og útjaðar orrustuflugvéla.

 

USA aircraft

USA aircraft

 

 

F-35 sjálft er smíðað með mikilli notkun hástyrks koltrefjasamsetninga. Sérstaklega eru koltrefjasamsetningar á skapandi hátt notaðar í húð, vængbyggingu og líkamsbyggingarhluta. Koltrefjasamsetningar hennar eru nú þegar fjórðungur heildarþyngdar flugvélarinnar og þriðjungur af vængnum. Koltrefjar eru eflaust stærsti þyngdartapþátturinn í F-35.


Laumuþotan er þakin ratsjárgleypandi efni (RAM), eins og B-2 Sprite eða F117 Nighthawk, sem er hannað til að breyta rafsegulbylgjum í hita. RAM tapar heilleika sínum við hita, raka og núning.

 

 

aircraft

aircrafts

 

 

Rannsóknar- og þróunarteymið við North Carolina State University þróaði koltrefjastyrkta samsetta fjölliða (CFRP) húð til að leysa vandamál af völdum vinnsluminni og var notað í B-21 laumusprengjuflugvélinni. Samsetningin er styrkt með kolefnis nanórörum (CNT), sem eru sterk og létt og þola hitastig yfir 1800 gráður og hjálpa til við að leiða rafsegulorku sem kemur inn.


Prófanir hafa sýnt að nýja samsetta efnið hefur afar lága útgeislun, er næstum ógreinanlegt og getur tekið meira en 90 prósent af rafsegulbylgjum, samanborið við 70-80 prósent af vinnsluminni sem nú er notað í laumuflugvélum. Nýja efnið verður úðað á flugvélina og verður 3 mm þykkt.


Vængirnir í J-11 röðinni og J-10 og J-20 röð Chengfei eru úr samsettum koltrefjaefnum. Flugiðnaður Kína hefur mikla farsæla reynslu í framleiðslu á koltrefjalagskipuðum hlutum á undanförnum 20 árum.


Fyrir Kína var J-20 flugvélin þróuð seint á tíunda áratugnum og tilraunaflug hennar hófst í lok árs 2010, sem gaf henni tæknilega forskot sem seinfluga. Canard vængir forvera J-20, J-10, eru eingöngu gerðir úr koltrefjastyrktum bismaleimid plastefni samsettum efnum, sem hafa mun minni ratsjármerki en málmefni og geta verið jafnvel fleiri. laumuspil með því að dópa önnur laumuefni inn í resin fylkið. Canard vængur J-20 mun einnig nota síðari rannsóknarniðurstöður, á meðan láréttur stöðugleiki F-22, sem er líka að hluta til úr málmi, er ekki endilega laumulegri. Þar að auki er kanardvæng J-20 snúið upp og vængnum snúið niður, þannig að radarbylgjur sem endurkastast af frambrún canardsins munu ekki halda áfram að geisla að frambrún aðalvængs og mynda aukaspegilmynd, sem er einnig hagstæður þáttur fyrir laumuspil.

 

 

aircraft

aircrafts

 

 

Hringdu í okkur
Hafðu samband við okkuref þú hefur einhverjar spurningar

Þú getur annað hvort haft samband við okkur í gegnum síma, tölvupóst eða netform hér að neðan. Sérfræðingur okkar mun hafa samband við þig fljótlega.

Hafðu samband núna!