航空航天材料ppt課件(已修改)
2025-01-27 09:22 本頁面
【正文】 材料與航空航天 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 目錄 前言 航宇材料的特點 材料在航空航天的地位 航宇材料 1 2 3 4 結(jié)束語 5 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?航空與航天的發(fā)展是人類現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之 一，也是一個國家科技水平與工業(yè)水平的體現(xiàn)。 當(dāng)前大飛機(jī)的立項與神舟 7號的成功，為國人長 志氣，為世人所矚目，是我國宇航工作者的驕 傲，也是材料工作者的光榮。 ?現(xiàn)僅就航空航天材料的一般情況進(jìn)行介紹，以供 參考。 由于航空航天事業(yè)發(fā)展很快，對材料的需 求也與 日俱增，青年科學(xué)工作者繼往開來，責(zé)重 道遠(yuǎn)。 前言 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 航宇材料的特點 ?總要求 ? 高質(zhì)量 ? 高可靠性 ? 保障供應(yīng) ? 價格因素 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?航空材料的特點 ? 高性能（高比強度及比剛度，耐高溫） ? 長壽命（抗疲勞，耐腐蝕與氧化、抗磨損、耐高溫） ? 高可靠性（測試與質(zhì)量保證的投入高） 投入或損失 可靠性 圖 1 材料測試投入與報廢率的關(guān)系 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?航天材料的特點 除高比強度、高比剛度、高可靠、批量小、高成本以外。 還要求： ? 耐空間環(huán)境 真空出氧和質(zhì)量損耗 耐電子和原子輻照 耐氧原子：氧原子在高空 200km，飛行速度達(dá) 8km/s條件下，溫度 可達(dá) 1000～ 1500K，有機(jī)物揮發(fā)嚴(yán)重。 ? 耐冷熱交變疲勞（ 120℃ ～ +170℃ ） ? 抗空間微隕石和空中垃圾撞擊，以及屏蔽設(shè)計選材 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?因再入溫度可高達(dá) 2022℃ 以上，用于軍事目的的導(dǎo)彈還要求 彈頭材料耐更高溫度和比強度。彈頭減輕 1kg，可增加 15km 的射程或相當(dāng)于減少起飛重量 50kg，下圖為材料與導(dǎo)彈射程 的關(guān)系。 射程 (公里 ) 玻璃鋼 芳綸 C/C復(fù)合材料 金屬 圖 2 導(dǎo)彈殼體材料與射程關(guān)系 ?此外，由于再入時溫度過高，燒蝕材料發(fā)生電離，形成黑障 及尾流，要求防熱材料高純度，堿金屬或堿土金屬含量要求 很低。 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 0 ?材料性能（比強度、比剛度等）飛行器所收效益與飛行 速度有關(guān)，因而飛行器材料的價格與飛行器的速度密切 相關(guān)。 材料在航空與航天所處地位 圖 3 飛行器每減重 1公斤減重 所取得的經(jīng)濟(jì)效益 汽車材料 ……………………… . 1 民航材料 ……………… …100 軍機(jī)材料 ……………… 150 空間材料 ………..1,500 以效能為重點 以價格為重點 圖 4 不同材料使用性能與價格關(guān)系 （價格 VS 效能） 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?對 衛(wèi)星及航天飛機(jī)來說，需要最好的材料，而很少考慮材料的 價格，因為選用好材料每減重 1克其收益就很顯著，反之汽車每 減重 1公斤，所得收益很少，而材料在汽車產(chǎn)值中占 53%，材料 的價格就影響很大。 ?材料決定飛機(jī)及其發(fā)動機(jī)的性能，因而有“一代材料，一代飛 機(jī)”，“一代材料一代發(fā)動機(jī)”的說法。 圖 5 材料對飛機(jī)性能的提高所處地位 42% 29 42 ?69% 29％ 29% 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?由于材料、設(shè)計及動力裝置的不斷改進(jìn)，以及機(jī)型的加大， 波音飛機(jī)從波音 707（ 1958）到 747（ 1988）， 燃油效率提高 。 圖 6 歷代民機(jī)座 哩的油耗 燃油效率(每座哩/加侖) 初始服役年份 客機(jī)從波音 707到 747， 30年間 燃油效率提高 2022航空宇航科學(xué)與技術(shù)全國博士生學(xué)術(shù)論壇 ?航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的心臟，下表為歷代發(fā)動機(jī)的主要參數(shù) 及所用材料 航宇材料 表 1 國外軍用發(fā)動機(jī)典型部件 現(xiàn)役機(jī)種 (3代 ) 現(xiàn)役機(jī)種 (4代 ) 預(yù)研機(jī)種 (5代 ) 整 機(jī) 推重比 79 911 1520 代表型號 F100， RB199 F119 壓 氣 機(jī) 增壓比 2030 3540 6575 出口溫度 (℃ ) 590 695 765 關(guān)鍵
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