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復(fù)合材料在航空工程的應(yīng)用論文
摘要：復(fù)合材料有著高性能、高強(qiáng)度、多功能以及智能化等多種優(yōu)點(diǎn)，目前在我國的航空領(lǐng)域已經(jīng)開始大范圍應(yīng)用。復(fù)合材料已經(jīng)不僅僅是作為小型、簡單的承重部件應(yīng)用在航空飛行器上，正在向大型、復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件發(fā)展。針對復(fù)合材料的種種特點(diǎn)，文章將詳細(xì)闡述復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展前景，希望能為航空材料領(lǐng)域的研究人員提供有效幫助。
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；航空工程；應(yīng)用現(xiàn)狀；前景
一、國內(nèi)外復(fù)合材料在航空工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
（一）國外復(fù)合材料
目前針對復(fù)合材料的應(yīng)用，國內(nèi)外都投入了很大的精力對其進(jìn)行研究。國外在研究使用復(fù)合材料時(shí)，主要的研究方向是以金屬為基礎(chǔ)的復(fù)合材料以及以聚合物為基礎(chǔ)的復(fù)合材料這兩種。使用以聚合物為基礎(chǔ)的復(fù)合材料對飛行器的減重效果十分顯著，力學(xué)性能也十分優(yōu)秀，并且獲得了所有研究復(fù)合材料的相關(guān)人員的一致贊同。使用以樹脂為基礎(chǔ)的復(fù)合材料制造的飛行器零部件要相比傳統(tǒng)材料制作的零件輕20%～30%，對零件的維修與更換的費(fèi)用相比傳統(tǒng)材料要低15%～25%。應(yīng)用了以樹脂為基礎(chǔ)的復(fù)合材料還能擁有很強(qiáng)的“隱形”功能，通過科學(xué)合理的調(diào)配之后，可以使飛行器對雷達(dá)的反射波感應(yīng)面積減少，具有很強(qiáng)的吸波性。國外的許多國家已經(jīng)大面積地使用復(fù)合材料進(jìn)行飛行器的制造，法國的“空中客車”公司在2013年就設(shè)計(jì)了一款對復(fù)合材料使用率高達(dá)52%的客機(jī)，并且成功試飛，由此就能看出來復(fù)合材料在客機(jī)制造上已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用了。以金屬為基礎(chǔ)的復(fù)合材料的主要成分是金屬元素，包含有銀、鎢與其他的高價(jià)值金屬。經(jīng)過國外科研人員的研究，許多的研究人員都將目光放到了陶瓷纖維上，這種陶瓷纖維主要成分是氧化硅、氧化鋁、碳化硅等。以金屬為基礎(chǔ)的復(fù)合材料它有著對于溫度不敏感，而且耐高溫、不易膨脹等種種優(yōu)點(diǎn)，在航空工程中應(yīng)用得相當(dāng)頻繁[2]。
（二）國內(nèi)復(fù)合材料
由于我國的航空事業(yè)相比國外起步較晚，對于航空材料的研究也沒能與時(shí)俱進(jìn)，我國主要進(jìn)行以樹脂為基礎(chǔ)的復(fù)合材料研究，在經(jīng)過了二十多年的研究之后，終于有了一定的成果與基礎(chǔ)。現(xiàn)在我國研發(fā)的高性價(jià)比的樹脂復(fù)合材料有BM樹脂基體、中溫固化環(huán)氧樹脂基體和阻燃環(huán)氧基體等等幾種。現(xiàn)在我國的航空飛行器的生產(chǎn)制造已經(jīng)大量應(yīng)用了相應(yīng)的復(fù)合材料。隨著最近幾年我國航空工程制造事業(yè)的發(fā)展，對復(fù)合材料的研究能力也有了顯著的提升，現(xiàn)在我國在進(jìn)行飛行器的生產(chǎn)制造中，應(yīng)用了許多的復(fù)合材料，有效減少了飛行器整體重量15%左右。雖然現(xiàn)在我國的復(fù)合材料的生產(chǎn)制造水平有了很大的提高，然而對其的研究與應(yīng)用相比國外還不是十分成熟，現(xiàn)在研制出的復(fù)合材料其制造成本沒能有效降低，所以以金屬為基礎(chǔ)的復(fù)合材料不能在我國的航空工程中進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用，我國現(xiàn)在對復(fù)合材料的研究只是處在中級階段。現(xiàn)在我國飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)中使用陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料比較多，對于飛行器的航空光學(xué)儀器、熱控原件以及航空器我國主要使用顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。綜上所述，現(xiàn)在國內(nèi)航空工程中使用復(fù)合材料已經(jīng)有了階段性成果，但是對于復(fù)合材料的研究仍然需要相關(guān)的科研人員繼續(xù)努力，制造出更多、更好以及成本更低的復(fù)合材料。
二、復(fù)合材料在航空工程中的發(fā)展前景
（一）智能化
對復(fù)合材料的研究，需要滿足現(xiàn)在智能化的要求。在航空飛行器的外表面應(yīng)用智能化的復(fù)合材料，是現(xiàn)在航空工程的需求。航空工程在未來的發(fā)展中，需要在航空飛行器的外部加裝各種傳感設(shè)備，對周邊環(huán)境有效監(jiān)控，使用通訊以及電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄[3]，保證航空飛行器的安全工作。
（二）質(zhì)量減少，性能增加
使用復(fù)合材料進(jìn)行航空飛行器的制造，將能很好地減少飛行器的質(zhì)量。目前我國的飛行器使用的復(fù)合材料在20%左右，然而國外許多國家的飛行器使用復(fù)合材料達(dá)到了25%。我國使用復(fù)合材料性能較低，結(jié)構(gòu)性能較差，因此未來就需要在復(fù)合材料的研究中有意識(shí)地增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度以及韌度。
三、結(jié)語
總而言之，我國在經(jīng)過了四十多年對復(fù)合材料的研究與探索后，已經(jīng)初步形成了一個(gè)復(fù)合材料工業(yè)生產(chǎn)制造的完整體系，并且將一部分的研究成果有效地運(yùn)用到了航空工程之中，也取得了很好的成績。然而我國對于復(fù)合材料的研究技術(shù)與歐美各國還有著不小的差距，所以就需要我國對先進(jìn)的復(fù)合材料進(jìn)行研究，要有效借鑒歐美等發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，有效突破我國對于復(fù)合材料研究的瓶頸，從而促進(jìn)我國航空工程的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]王大偉,王曉燕.復(fù)合材料在航空工程中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及前景[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,(20):15.
[2]高禹,李洋洋,王柏臣,等.先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].航空制造技術(shù),2016,(21):16-21.
[3]楊懿春,何景武,馬駿.復(fù)合材料在中型公務(wù)機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[J].飛機(jī)設(shè)計(jì),2017,(02):28-30.
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