Flugframleiðsla er einbeittasta sviði hátækni og tilheyrir háþróaðri framleiðslutækni. Til dæmis, F119 vélin þróuð af Pratt & Whitney frá Bandaríkjunum, F120 vél General Electric Company, M88-2 vél frá SNECMA Company í Frakklandi og EJ200 vél sem er þróuð í sameiningu af Bretlandi, Þýskalandi. , Ítalíu og Spáni. Þess má geta að þessar flugvélar sem tákna háþróaðasta stig heimsins eiga það sameiginlegt að nota ný efni, nýja ferla og nýja tækni. Hin sjö nýju efni sem notuð eru eru kynnt hver um sig sem hér segir:
1
Kolefni/kolefni samsett
Hvað eru kolefni/kolefnissamsetningar? Það er samsett efni úr kolefnisfylki styrkt með koltrefjum og efni þess, með lágum þéttleika (<2.0g/cm3), high strength, high specific modulus, high thermal conductivity, low expansion coefficient, good friction performance, and good thermal shock resistance , high dimensional stability, etc., especially the few candidate materials used above 1650 °C, the highest theoretical temperature is as high as 2600 °C, so it is considered to be one of the most promising high-temperature materials in the world.
Þrátt fyrir að kolefni/kolefni samsett efni hafi marga framúrskarandi háhita eiginleika, gangast þeir undir oxunarviðbrögð í loftháðu umhverfi með hærra hita en 400 gráður, sem leiðir til mikillar lækkunar á eiginleikum efnisins. Þess vegna verður notkun kolefnis/kolefnis samsettra efna í loftháðu umhverfi við háan hita að hafa oxunarvarnarráðstafanir. Oxunarvörn kolefnis/kolefnis samsettra efna er aðallega með eftirfarandi tveimur leiðum, það er að segja að fylkisbreytingin og passivering yfirborðsvirkra punkta er hægt að nota til að vernda kolefni/kolefnissamsetningar við lægra hitastig; þegar hitastigið eykst verður að nota húðunaraðferðina til að einangra kolefni/kolefni samsett efni frá beinni snertingu við súrefni, til að ná tilgangi oxunarvörn. Sem stendur er aðferðin við húðun mest notaða aðferðin. Með stöðugum framförum vísinda og tækni, er meira og meira treyst á ofurháan hitastig kolefnis/kolefnis samsettra efna og eina mögulega oxunarvarnarlausnin við ofurháan hita getur aðeins verið húðunarvörn. .
Þess má geta að C/C byggt samsett efni eru nýtt efni með hærri hitaþol sem hefur fengið mesta athygli í heiminum undanfarin ár. Vegna þess að aðeins C/C samsett efni eru talin vera einu arfleifðarefnin fyrir hverfla snúðblöð með hlutfalli á móti þyngd sem er meira en 20 og inntakshitastig hreyfilsins 1930-2227 gráður. Hæsta stefnumarkandi markmið sem háþróuð iðnríki stefna að.
Hið svokallaða C/C byggt samsett efni er koltrefjastyrkt kolefnis grunn samsett efni, sem sameinar eldfasta eiginleika kolefnis með miklum styrk og mikilli stífni koltrefja, sem gerir það ekki brothætt. Vegna þess að samsett efni sem byggjast á C/C hafa létt þyngd, mikinn styrk, yfirburðar varmastöðugleika og framúrskarandi hitaleiðni, eru þau tilvalin háhitaþolin efni í dag, sérstaklega í háhitaumhverfi sem er 1000-1300 gráður C. Ekki aðeins minnkaði styrkurinn ekki heldur gat hann aukist. Sérstaklega þegar það er undir 1650 gráður, heldur það samt styrk og náð við stofuhita. Þess vegna hefur C/C byggt samsett efni mikla þróunarmöguleika í flugvélaframleiðslu.
Þess má geta að eitt helsta vandamál samsettra efna sem byggjast á C/C við notkun flugvéla er léleg oxunarþol. Þess vegna, á undanförnum árum, hafa Bandaríkin tekið upp röð tæknilegra ráðstafana til að leysa þetta vandamál og smám saman sótt um nýja vélina. Til dæmis hafa skottstútur eftirbrennarans á bandarísku F119 vélinni, stútur og brennsluhólfsstútur F100 vélarinnar og sumir hlutar brennsluhólfs F120 sannprófunarvélarinnar verið úr C/C byggt samsett efni. Annað dæmi er franska M88-2 vélin og eldsneytisinnsprautustöngin, hitahlífin og stúturinn á Mirage 2000 vélinni eru einnig með C/C byggt samsett efni.
2
Nýtt efni úr ofursterkt stáli
Hvað er Ultra High Strength Steel? Um miðjan -1940s þróuðu Bandaríkin Cr-Mo stál (AISI4130) og Cr-Ni-Mo stál (AISI 4340). Eftir slökkvun og lághitahitun var togstyrkurinn 170 og 190 kgf/mm2 í sömu röð. Snemma á fimmta áratugnum var Si og V bætt við AISI 4340 stál til að búa til 300M með togstyrk 190~210kgf/mm2. Árið 1960 framleiddi International Nickel Company maraging stál með togstyrk upp á um 180kgf/mm2, brotseigu allt að 390kgf/mm. Á áttunda áratugnum lækkuðu Bandaríkin C og hækkuðu Si á grundvelli 300M, bættu hörku og þróuðust í HP310 stál; Á grundvelli maraging stáls þróaðist það í AF1410 stál, með togstyrk upp á 170kgf/mm2 og brotþol 400kgf/mm2 mm.
mynd
Það er athyglisvert að ofur-hástyrkt stál verður að hafa mikinn togstyrk og viðhalda nægilegri hörku. Það krefst einnig mikils sérstaks styrks (hlutfall styrks og þéttleika) og hátt ávöxtunarhlutfall (σs/σb) til að draga úr þyngd íhlutarins og verður að hafa góða suðuhæfni og mótunarhæfni og aðra vinnslueiginleika. Ofur-hástyrkt stál gerir mjög miklar kröfur um málmvinnslugæði og er oft brædd með ljósbogaofni og endurbræðslu rafslags. Stáltegundir sem krefjast mikils hreinleika eru að mestu bræddar í lofttæmandi örvunarofnum eða lofttæmisnotanlegum ljósbogaofnum. Koma skal í veg fyrir að meðal- og lágblandað ofur-hástyrkt stál verði afkolað meðan á hitameðferð stendur; Maraging stál og úrkomuherðandi ryðfrítt stál er hægt að meðhöndla í föstu lausnum í venjulegum hitaofnum. Við suðu þarf að nota hlífðargassuðu eða argon wolframbogsuðu. Sumt lágblandað ofur-hástyrkt stál með hátt kolefnisinnihald (u.þ.b. 0,4 prósent ) ætti að vera streitulosandi og glæða strax eftir suðu.
Þess má geta að ofur-hástyrkt stál er notað sem efni í lendingarbúnað í flugvélum. Til dæmis er lendingarbúnaðurinn sem notaður er í annarri kynslóðar flugvélinni úr 30CrMnSiNi2A stáli með togstyrk upp á 1700MPa. Svona lendingarbúnaður hefur stuttan endingartíma, um 2000 flugstundir.
Annað dæmi er að hönnun þriðju kynslóðar orrustuþotu krefst þess að endingartími lendingarbúnaðar fari yfir 5,000 flugtíma. Á sama tíma, vegna fjölgunar á búnaði í lofti, minnkar þyngdarstuðull uppbyggingar flugvéla og meiri kröfur eru gerðar um val á lendingarbúnaði og framleiðslutækni. Bæði bandarískir og þriðju kynslóðar orrustuflugvélar okkar nota 300M stál (togstyrkur 1950MPa) framleiðslutækni fyrir lendingarbúnað.
Reyndar er umbót á efnisnotkunartækni að stuðla að frekari lengingu á endingartíma lendingarbúnaðarins og aukinni aðlögunarhæfni. Til dæmis, lendingarbúnaður evrópsku Airbus A380 flugvélarinnar samþykkir ofurstóra samþætta smíðatækni, nýja andrúmsloftsvörn hitameðferðartækni og háhraða logaúðunartækni, þannig að endingartími lendingarbúnaðarins geti uppfyllt hönnunarkröfur. Þess vegna tryggði innleiðing nýrra efna og framleiðslutækni að skipta um flugvélar.
mynd
Eins og við vitum öll setur langlíf hönnun flugvéla í tæringarþolnu umhverfi fram meiri kröfur um efni. Til dæmis hefur AerMet100 stál sama styrkleikastig og 300M stál, en almennt tæringarþol þess og streitutæringarþol er verulega betra en 300M stál. Samsvarandi lendingarbúnaðarframleiðslutækni hefur verið beitt á háþróuð flugvél eins og F/A-18E/F, F-22 og F-35. Aermet310 stál með meiri styrkleika hefur lægri brotseigu og er stöðugt í þróun og endurbótum. Sprunguvöxtur hins skemmdaþolna afar-hástyrks stáls AF1410 er afar hægur, sem hægt er að nota sem samskeyti á stýrisbúnaði á væng B-1 flugvélarinnar, sem er 10,6 prósent léttari en Ti. -6Al-4V, með 60 prósenta aukningu á vinnsluafköstum og 30,3 prósenta lækkun kostnaðar . Til dæmis er magn af hástyrktu ryðfríu stáli sem notað er í rússneska Smig-1.42 allt að 30 prósent. PH13-8Mo er eina hástyrkja martensitic úrkomuherðandi ryðfríu stálið sem er mikið notað sem tæringarþolnir íhlutir. Ofur-hástyrkt gír-(leg) stál hefur einnig verið þróað á alþjóðavettvangi, eins og CSS-42L, Gearmet C69, o.s.frv., og hefur verið notað í vélar, þyrlur og flugrými.
3
Háhita álefni
Hvað eru ofurblendiefni? Háhita málmblöndur eru í raun skipt í þrjár tegundir af efnum: 760 gráðu háhitaefni, 1200 gráðu háhitaefni og 1500 gráðu háhitaefni, með togstyrk 800MPa. Með öðrum orðum, það vísar til háhita málmefna sem vinna í langan tíma undir 760-1500 gráðu og ákveðnum streituskilyrðum. Mikilvægir eiginleikar þess: það hefur framúrskarandi háhitastyrk, góða oxunarþol og varma tæringarþol, góða þreytuafköst, beinbrotaþol og aðra alhliða eiginleika, og hefur orðið óbætanlegt lykilefni fyrir heita hluta gastúrbínuvéla fyrir her og borgara. nota um allan heim.
760 gráðu háhitaefni Frá því seint á þriðja áratugnum fóru Bretland, Þýskaland, Bandaríkin og önnur lönd að rannsaka ofurblendi. Í seinni heimsstyrjöldinni, til að mæta þörfum nýrra flugvéla, fóru rannsóknir og notkun á ofurblendi á hraðri þróun. Snemma á fjórða áratugnum bætti Bretland fyrst litlu magni af áli og títan í 80Ni-20Cr málmblönduna til að mynda 'fasa (gamma prime) til styrkingar, og þróaði fyrstu nikkel-undirstaða málmblönduna með háum háum -hitastyrkur. Á þessu tímabili, til að mæta þörfum þróunar forþjöppu fyrir stimpilflugvélar, byrjuðu Bandaríkin að nota Vitallium kóbalt-undirstaða málmblöndur til að búa til blað.
mynd
Þess má geta að Bandaríkin hafa einnig þróað Inconel nikkel-undirstaða málmblöndur til að búa til brunahólf fyrir þotuhreyfla. Síðar, til þess að bæta háhitastyrk málmblöndunnar enn frekar, bættu málmfræðingar þáttum eins og wolfram, mólýbdeni og kóbalti við nikkel-undirstaða málmblönduna til að auka innihald áls og títan, og þróuðu röð af málmblöndur, ss. sem „Nimonic“ í Bretlandi og „Nimonic“ í Bandaríkjunum. „Mar-M“ og „IN“ o.s.frv.; að bæta nikkel, wolfram og öðrum þáttum í kóbalt-undirstaða málmblöndur til að þróa margs konar háhita málmblöndur, eins og X-45, HA-188, FSX-414 o.s.frv. Vegna þess að skortur á kóbalt auðlindum, þróun kóbalt-undirstaða ofurblendi er takmörkuð.
Á fjórða áratugnum voru einnig þróaðar ofurblendir úr járni. Á fimmta áratugnum komu fram einkunnir eins og A-286 og Incoloy901, en vegna lélegs háhitastöðugleika var þróunin hæg. Fyrrum Sovétríkin byrjuðu að framleiða "ЭИ" vörumerki nikkel-undirstaða ofurblendiefni árið 1950, og síðar framleiddu "ЭП" röð af vansköpuð ofurblendi og ЖС röð af steyptu ofurblendi. Á áttunda áratugnum tóku Bandaríkin einnig upp nýtt framleiðsluferli til að framleiða stefnukristöllunarblöð og duftmálmvinnsluhverfladiska og þróuðu háhita álfelgur eins og einkristallablöð til að mæta þörfum stöðugrar aukningar á inntakshitastigi flugvéla. -vélar hverfla.
Ofurblöndur eru þróaðar til að uppfylla mjög krefjandi kröfur þotuhreyfla um efni og hafa orðið óbætanlegt lykilefni fyrir hernaðar- og borgaralega gashverfla íhluti fyrir heita enda. Í háþróuðum flugvélum hefur hlutfall háhita málmblöndur náð meira en 50 prósentum.
Þróun háhita málmblöndur er nátengd tækniframförum flugvéla, sérstaklega túrbínuskífan, túrbínublaðaefni og framleiðsluferli heitu hluta hreyfilsins eru mikilvæg tákn fyrir þróun vélarinnar. Vegna mikilla krafna um háhitaþol og álagsþol efnisins var Ni3 (Al, Ti) styrkt Nimonic80 málmblöndur þróuð í árdaga í Bretlandi, sem var notað sem efni í túrbínublaðið. turbojet vél. Að auki var Nimonic röð málmblöndur stöðugt þróuð. Bandaríkin hafa þróað dreifingarstyrktar nikkel-undirstaða málmblöndur sem innihalda ál og títan, eins og Inconel, Mar-M og Udmit málmblönduröðina þróaðar af hinu fræga Pratt & Whitney Company, GE Company og Special Metals Company í sömu röð.
mynd
Í þróunarferli ofurblendis gegnir framleiðsluferlið miklu hlutverki við að stuðla að þróun málmblöndur. Vegna tilkomu lofttæmisbræðslutækni hefur fjarlæging skaðlegra óhreininda og lofttegunda í málmblöndur, sérstaklega nákvæm stjórnun á samsetningu málmblöndunnar, stöðugt bætt árangur ofurblendis. Sérstaklega hafa árangursríkar rannsóknir á nýrri tækni eins og stefnubundinni storknun, einkristallavexti, duftmálmvinnslu, vélrænni málmblöndur, keramikkjarna, keramiksíun og jafnhitamótun stuðlað að hraðri þróun ofurblendis. Þar á meðal er stefnubundin storknunartæknin mest áberandi. Stefnu- og einkristalla málmblendin sem framleidd er með stefnustýrðu storknunarferlinu hefur þjónustuhitastig nálægt 90 prósentum af upphafsbræðslumarki. Þess vegna nota háþróuð flugvélablöð um allan heim stefnubundnar, einkristalla málmblöndur til að framleiða hverflablöð. Frá hnattrænu sjónarhorni hafa nikkel-undirstaða steypu ofurblendiefni myndað jafnása kristalla, stefnustýrða súlulaga kristalla og einkristalla álkerfi. Duft ofurblendi hafa einnig verið þróuð frá fyrstu kynslóð af 650 gráðu til 750 gráðu, 850 gráðu duft hverfla diska og tvíafkasta duft diska fyrir þessar háþróuðu hágæða vélar.
4
keramik fylki samsett
Hvað eru Ceramic Matrix Composites? Það er tegund af samsettu efni sem notar keramik sem fylki og ýmsar trefjar. Keramik fylkið getur verið háhita byggingarkeramik eins og kísilnítríð og kísilkarbíð. Þetta háþróaða keramik hefur framúrskarandi eiginleika eins og háhitaþol, mikinn styrk og stífleika, tiltölulega léttan þyngd og tæringarþol. Banvæni veikleikinn er sá að þeir eru brothættir. Þegar þeir eru undir álagi munu þeir sprunga eða jafnvel brotna til að valda efnisbilun. Notkun hástyrks, teygjanlegra trefja og samsettra fylkisefna er áhrifarík aðferð til að bæta hörku og áreiðanleika keramik. Trefjar geta komið í veg fyrir að sprungur stækki, þannig að fá trefjastyrkt keramik fylki samsett efni með framúrskarandi hörku.
mynd
Keramik fylki samsett efni hefur verið notað sem fljótandi eldflaugahreyfilstútar, eldflaugaradóma, nefkeilur í geimskutlum, bremsudiskar flugvéla og hágæða bremsudiska o.s.frv., og verða mikilvæg grein nýrra hátækniefna.
Vegna þess að keramikefni hafa framúrskarandi slitþol, mikla hörku og góða tæringarþol, hafa þau verið mikið notuð. Hins vegar er stærsti ókosturinn við keramik að það er brothætt og viðkvæmt fyrir sprungum og svitaholum. Frá því á níunda áratugnum hafa keramik fylki samsett efni sem fengist er með því að bæta ögnum, whiskers og trefjum við keramik efni bætt seigleika keramik til muna.
Keramik fylki samsett efni hefur mikinn styrk, hár stuðull, lágan þéttleika, háhitaþol, slitþol og tæringarþol og góða seigleika og hefur verið notað í háhraða skurðarverkfæri og íhluti brunahreyfla. Hins vegar er þróun þessarar tegundar efnis tiltölulega sein og enn á eftir að þróa möguleika þess frekar. Áhersla rannsókna er að beita því á háhitaefni og slitþolin og tæringarþolin efni, svo sem endurbættar hverfla fyrir öfluga brunahreyfla, hitauppstreymi í geimfarartæki og ökutækjahreyfla í stað málma, jarðolíuíláta. , sorpbrennslubúnaður o.fl.
Þegar kemur að keramik, hugsar fólk náttúrulega um stökkleika þess. Fyrir meira en tíu árum, ef það var notað sem burðarhlutur í verkfræði, var ómögulegt fyrir nokkurn mann að sætta sig við það. Hingað til, þegar kemur að keramik samsettum efnum, getur verið að sumt fólk sé ekki ljóst, heldur að keramik og málmar séu upphaflega tvö óviðkomandi efni. Hins vegar, þar sem fólk sameinaði keramik og málma á snjallan hátt, hefur hugmynd fólks um þetta efni gengist undir grundvallarbreytingu, sem er keramik fylki samsett.
Keramik fylki samsett efni er mjög efnilegt nýtt byggingarefni á sviði flugiðnaðar, sérstaklega við beitingu flugvélaframleiðslu, það sýnir sífellt sérstöðu sína. Til viðbótar við kosti léttrar þyngdar og mikillar hörku, hafa keramik fylki samsett einnig framúrskarandi háhitaþol og háhita tæringarþol. Sem stendur hafa keramik fylki samsett efni farið fram úr hitaþolnum málmefnum hvað varðar háhitaþol og hafa góða vélræna eiginleika og efnafræðilegan stöðugleika. Þau eru tilvalin og frábær efni fyrir háhitasvæði afkastamikilla túrbínuvéla.
mynd
Lönd um allan heim leggja áherslu á rannsóknir á kísilnítríði og kísilkarbíð styrktum keramik til að uppfylla efniskröfur næstu kynslóðar háþróaðra véla
efni, og hefur tekið miklum framförum, sérstaklega í nútíma flugvélum. Til dæmis eru F120 vél bandarísku sannprófunarvélarinnar, háþrýstitúrbínuþéttibúnaður hennar og sumir háhitahlutar brennsluhólfsins allir úr keramikefnum. Fyrir annað dæmi, brunahólfið og stúturinn á frönsku M88-2 vélinni nota einnig keramik fylki samsett.
5
Ný efni úr millimálmasamböndum
Hvað eru millimálmsambönd? Efnasambönd úr málmum og málmum eða málmum og málmvöldum (svo sem H, B, N, S, P, C, Si, osfrv.). Atóm málmanna tveggja eru sameinuð í ákveðnu hlutfalli til að mynda málmblöndu sem er frábrugðin upprunalegu kristalgrindunum tveimur. Millimálmsambönd eru nýjar tegundir efna sem hafa fengið mikla athygli.
mynd
Reyndar hefur þróun á afkastamiklum flugvélum með háþrýsti-til-þyngd hlutfalli stuðlað að þróun og beitingu millimálmasambanda. Millimálmsambönd eru almennt efnasambönd sem eru samsett úr tví-, þrí- eða fjölþátta málmþáttum. Millimálmsambönd hafa mikla möguleika í háhita burðarvirkjum. Það hefur hátt þjónustuhitastig, sérstakan styrk, hitaleiðni, og sérstaklega við háan hita hefur það einnig góða oxunarþol, tæringarþol og mikinn skriðstyrk. . Þar að auki, vegna þess að millimálmefnasambandið er nýtt efni á milli ofurblendisins og keramikefnisins, fyllir það bilið á milli tveggja efnanna, þannig að það verður eitt af kjörnum efnum fyrir háhitahluta flugvéla.
Í alþjóðlegri uppbyggingu flugvéla eru rannsóknir og þróun aðallega lögð áhersla á millimálmsambönd eins og títan-ál og nikkel-ál. Þessi títanálsambönd hafa í grundvallaratriðum sama þéttleika og títan, en hafa hærra þjónustuhitastig. Til dæmis er rekstrarhitastig TiAl 816 gráður og 982 gráður í sömu röð. Millimálmasambandið hefur sterk tengsl á milli atóma og flókna kristalbyggingu, sem gerir það erfitt að afmynda það, og það er hart og brothætt við stofuhita. Eftir margra ára tilraunarannsóknir hefur tekist að þróa ný tegund af álfelgur með háhitastyrk, stofuhita mýkt og seigleika, hún hefur verið sett upp og notuð og áhrifin eru mjög góð. Til dæmis notar afkastamikil F119 vélin í Bandaríkjunum millimálmsambönd í hlífinni og túrbínudiskunum og þjöppublöðin og diskarnir á sannprófunarvélinni F120 vélinni nota ný títan-ál millimálmsambönd.
6
plastefni fylkis samsett efni
Hvað eru resin matrix samsett efni? Það er trefjastyrkt efni byggt á lífrænni fjölliðu, venjulega með trefjastyrkingu eins og glertrefjum, koltrefjum, basalttrefjum eða aramíðtrefjum. Samsett efni sem eru byggð á plastefni eru mikið notuð í flug-, bíla- og sjávariðnaði.
mynd
Kvoðafylki samsettra efna er aðallega hitastillandi plastefni. Strax á fjórða áratugnum var trefjaglerstyrkt plast notað sem radómar á orrustuþotur og sprengjuflugvélar. Á sjöunda áratugnum notuðu Bandaríkin bórtrefjastyrkt epoxýplastefni sem stýri, lárétta sveiflujöfnun, aftari vængjabrúnir, stýrishurðir osfrv. á herflugvélum eins og F-4 og F-111. Hvað varðar eldflaugaframleiðslu, seint á fimmta áratugnum, notaði hlíf annars stigs solid eldflaugamótor bandarísku meðaldrægu kafbátaeldflaugarinnar "Polaris A-2" glertrefjastyrktum epoxý plastefni vindahlutum, sem eru betri en stálhlífar. 27 prósent léttari; síðar voru afkastamikil glertrefjar notuð í stað venjulegra glertrefja til að búa til „Polaris A-3“, sem gerði skelþunga 50 prósent léttari en stálskel, þannig að svið „Polaris A{{ 12}}" eldflaugum var breytt úr 2700 þúsund metrum aukið í 4500 km. Á áttunda áratugnum voru aramíðtrefjar notaðar í stað glertrefja til að styrkja epoxýplastefni og styrkurinn bættist til muna á meðan þyngdin minnkaði. Koltrefjastyrkt epoxý plastefni samsett efni eru mikið notuð í flugvélum, eldflaugum, gervihnöttum og öðrum mannvirkjum.
Rannsóknir á notkun samsettra efna úr plastefni í túrbófanhreyflum í flugi hófust á fimmta áratugnum. Eftir meira en 60 ára þróun hafa GE, PW, RR, MTU, SNECMA og önnur fyrirtæki lagt mikla orku í rannsóknir og þróun á plastefni sem byggir á samsettum efnum og náð. Miklar framfarir hafa orðið og verkfræði þess hefur verið beitt á virkar flugvélar og tilhneiging er til að auka enn frekar notkun þess.
Þjónustuhitastig plastefnisefnasamsetninga fer yfirleitt ekki yfir 350 gráður. Þess vegna eru plastefni fylkissamsetningar aðallega notaðar í köldum enda flugvéla.
7
málmfylkissamsetningar
Hvað eru málmfylkissamsetningar? Það er samsett efni sem er tilbúið sameinað málmi og álfelgur þess sem fylki og einn eða fleiri málm eða málmlausar styrkingar. Flest styrkingarefni þess eru ólífrænir ómálmar, eins og keramik, kolefni, grafít og bór o.s.frv., og einnig er hægt að nota málmvíra. Ásamt fjölliða fylki samsettum efnum, keramik fylki samsett efni og kolefni / kolefni samsett efni, myndar það nútíma samsett kerfi.
mynd
Eiginleikar samsettra efna úr málmfylki: hvað varðar vélfræði, hafa þau háan þver- og skurðstyrk, góða alhliða vélræna eiginleika eins og seiglu og þreytu, og hafa einnig hitaleiðni, rafleiðni, slitþol, lítinn varmaþenslustuðul, góða raka. , engin raka frásog, og engin tæringarþol. Kostir eins og öldrun og engin mengun. Til dæmis er sérstakur styrkur koltrefja styrkts áls samsettra efna 3 ~ 4 × 107 mm og sérstakur stuðullinn er 6 ~ 8 × 109 mm. Til dæmis getur sérstakur stuðull grafíttrefja styrkts magnesíums náð 1,5 × 1010 mm og varmaþenslustuðull hans er næstum núll.
Þess má geta að, samanborið við plastefni sem byggir á samsettum efnum, hafa málmundirstaða samsett efni góða seigju, gleypa ekki raka og þolir tiltölulega háan hita. Styrkjandi trefjar úr málmfylkissamsetningum innihalda málmtrefjar, svo sem ryðfríu stáli, wolfram, blý, nikkel-ál millimálmsambönd osfrv .; keramiktrefjar, eins og súrál, kísiloxíð, kolefni, bór, kísilkarbíð osfrv.
Fylkisefni málmefnablöndunnar eru ál, álblendi, magnesíum, höku- og hökublöndur, hitaþolnar málmblöndur, demantarblöndur o.s.frv. Meðal þeirra eru samsett efni byggð á álblöndu, álblendi og járnblendi helsta valið um þessar mundir . Til dæmis er hægt að nota SiC trefjastyrkta Chin álblöndu fylkissamsetningar til að búa til þjöppublöð. Hægt er að nota koltrefja eða súrál trefjar styrkt magnesíum eða magnesíum málmblöndu til að framleiða túrbófan blöð. Annað dæmi er að hægt er að nota nikkel-króm-ál-iridín trefjastyrkt nikkel-undirstaða málmblöndur til að framleiða þéttieiningar fyrir hverfla og þjöppur.
Að auki eru viftuhylki, snúningar, þjöppudiskar og aðrir hlutar allir gerðir úr málmfylkissamsetningum erlendis. En eitt af stærstu vandamálunum við þessa tegund af samsettu efni er að það er auðvelt að bregðast við milli styrktartrefja og málmefnisins til að framleiða brothættan fasa, sem versnar frammistöðu efnisins. Sérstaklega þegar það er notað í langan tíma við hærra hitastig er viðbrögð viðmótsins meira áberandi. Núverandi lausnin er að bæta við viðeigandi húðun á trefjayfirborðinu og blanda fylkismálminn í samræmi við mismunandi trefjar og mismunandi hvarfefni, til að hægja á viðmótsviðbrögðum og viðhalda áreiðanleika samsetts efnis.
mynd
Efni sem notuð eru í viftublöð vélar
Vélarviftublaðið er dæmigerðasti og mikilvægasti hluti túrbófanvélarinnar og afköst túrbófanvélarinnar eru nátengd þróun hennar. Í samanburði við viftublöð úr títanblendi hafa viftublöð úr plastefni fylki samsett efni mjög augljósan kost í þyngdartapi. Til viðbótar við augljósa kosti þyngdarminnkunar, hafa plastefni-undirstaða samsett viftublöð minni áhrif á viftuhylkið eftir högg, svo það er gagnlegt að bæta innilokun viftuhylkisins.
Helstu fulltrúar samsettra viftublaða til notkunar í atvinnuskyni í erlendum löndum eru: GE90 röð vélar fyrir B777, GEnx vélar fyrir B787 og LEAP-X vélar fyrir COMAC C919. Strax árið 1995 var GE90-94B vélin með viftublöðum úr plastefnisbundnu samsettu efni formlega tekin í notkun í atvinnuskyni, sem markar opinbera framkvæmd verkfræðilegrar notkunar plastefnisbundinna samsettra efna í nútíma afkastamiklum flugvélum . Á grundvelli yfirgripsmikillar skoðunar á loftaflfræði, þreytulotum með miklum og lágum hringrásum og öðrum þáttum hefur GE þróað nýtt samsett viftublað fyrir GE90-115B vélina sem á eftir kemur.
Á 21. öld knýr mikil eftirspurn flugvéla eftir mjög skaðaþolnum samsettum efnum áfram frekari þróun samsettra efnatækni og erfitt er að uppfylla kröfur um mikið skemmdaþolið efni með því að bæta stöðugt hörku koltrefja. /epoxý plastefni prepregs. Fyrir vikið fóru að birtast samsett viftublöð úr 3D ofinni uppbyggingu.
Efni sem notuð eru í viftuhylki vélarinnar
Viftuhlíf hreyfilsins er stærsti kyrrstæður hluti flugvélar og þyngdarminnkun hennar mun hafa bein áhrif á hlutfall þrýstings og þyngdar og skilvirkni flugvélar. Þess vegna hafa erlendir háþróaðir OEMs fyrir flugvélar alltaf verið skuldbundnir til að draga úr þyngd og fínstillingu burðarvirkis á viftuhlífinni.
mynd
Efni sem notuð eru í viftuhúfur vélar
Vegna þess að það er ekki aðalburðarhlutur er viftuhlífin einn af fyrstu hlutunum úr samsettum efnum á flugvél. Viftuhlífin úr samsettum efnum getur veitt léttari þyngd, einfaldaðri ísingarvörn, betri tæringarþol og betri þreytuþol. Svo sem eins og RB211 vél hins fræga RR fyrirtækis, PW1000G fyrirtækisins og PW4000, nota plastefni sem byggir á samsettu efni til að undirbúa viftulok.
Í samanburði við flugvélavélar hafa samsett efni úr plastefni mjög breitt notkunarrými í flugvélahúsum. Alþjóðlegir framleiðendur hafa notað plastefni sem byggir á samsettum efnum í stórum stíl í inntakum gondols, hlífum, straumsnúningsbúnaði og hávaðaminnkandi fóðrum. Efni. Að því er varðar aðra hluta er plastefni sem byggir á samsettu efni einnig notað í mismiklum mæli í hlaupaplötum fyrir flugvélar, þéttiloka og hlífðarplötur.
