第一篇：航行情報服務在現代航空中的重要性論文

摘要:隨著現在科學技術的發展，人們生活水平和經濟條件不斷提高，人們對出行方式的要求也越來越高，航空事業逐漸成了人們出行的主要交通方式之一，這就要求航空事業對飛機飛行的安全度做出保證，但是就目前的情況來看，在航空領域還存在著很多的安全隱患，而影響飛機飛行安全的因素可以概括為安全管理因素、航行情報因素、航空氣象因素和人為因素這四個方面，本文主要就航行情報服務對現代航空的影響做出簡要的分析研究。

關鍵詞:航行情報服務;現代航空;作用;安全;影響

1前言

隨著社會的不斷發展，飛機出行已經成為現在很多人出行的選擇，飛機以其安全、速度、方便的特點逐漸獲得了越來越多人的青睞，但是，航空事業的發展并不是完全成熟的，畢竟飛機在天空中飛行時會受到很多不確定因素的影響，不像火車、汽車這類地面的交通工具益于聯系，這也更加的體現了航行情報服務對于現代航空工作的重要作用。尤其是近些年來飛機的失事事件屢次發生，使得人們不得不對飛機飛行安全引起重視，而航行情報服務作為影響飛機飛行安全的一個重要因素，當然也受到了人們的廣泛關注。

2什么是航行情報服務

說到航行情報，不得不解釋一下到底什么是航行情報，目前在國際上來看，并沒有一個標準、統一的說法來定義航行情報，不同的專家、不同的研究領域有著自己不同的見解，用通俗的話的來說，所謂的航行情報服務就是為飛機航行過程中提供各種各樣情報的服務。由此可見，航行情報服務對于航空事業安全性是十分重要的。航行情報服務主要是為了能及時將各種各樣的情報、信息及時、準確的傳達給飛機駕駛員，使得飛機駕駛員或機長能夠根據及時、準確的航行情報做出飛機的飛行計劃。尤其是當飛機在飛行過程中遇到突發狀況時，航行情報服務就更加顯得重要，及時準確的航行情報服務能夠幫助飛機做出正確的應急方案，對于飛機處理突發情況有著非常明顯的效果。一般情況下，我們所了解到或者我們所認知的航行情報服務主要就包括提供通信導航、天氣狀況等氣象信息以及交通管制等等。但是飛機在高空中飛行是非常嚴謹的一個過程，整個航行都是形成了一個科學合理的系統，所以航行情報服務還包括其他一些我們平時不太了解的內容，比如公安、衛生、機場場建、油料等等，只要是影響到飛機飛行或者是對于飛機飛行有利的一些信息因素都應該涵蓋在航行情報服務中。比如航空禁區、限制區、危險區的提示，在飛行過程中所飛行區域的氣象如氣流、風向、降雨、可見度等等的的實時監控，所要降落機場的跑道、障礙物等位置的準確提供等，這些都屬于航行情報服務的領域。航行情報服務必須要涉及到航空過程的每一個領域、每一個細節，才能為飛機的安全飛行提供一個強有力的保障。

3航行情報服務的現狀分析

目前，航行情報服務雖然已經初步形成了一個系統，但是還有很多需要改進的地方，近些年來，因為航行情報服務不夠到位而造成一些損失或者誤差的現象也時有發生，雖然造成嚴重航空事故的事件不多，但是由于航行情報服務與航空事業的安全息息相關，所以航行情報服務的系統性和全面性不容忽視，下面主要針對目前航行情報服務中存在的一些問題以及發展現狀進行簡要分析。

3.1沒有認識到航行情報服務的重要性

航行情報服務是近幾十年來才漸漸的受到人們的關注，慢慢形成系統的。所以從事航空事業的一些工作人員還往往不能夠認識到航行情報服務的重要性。在一些工作人員眼里，航行情報服務只是在為飛機航行提供一些基本資料而已，也可能大概知道會關系到飛機的飛行問題，但是往往不能夠真正的從根本上認識到航行情報服務對于航空事業安全問題的重要影響，而且也有很大一部分員工不能夠真正的意識到自己的責任，責任意識不夠強烈，吧航行情報服務僅僅是當作一個工作而對待，卻不知道航行情報服務有可能關系到上百甚至上千人的性命。責任心不夠和對于航行情報服務重要性的認識不到位就會直接影響到航行情報服務的工作效率和工作成果。

3.2航行情報服務體系不夠系統

這里所說的航行情報服務體系既包括航行情報機構建立不系統也包括從事航行情報服務的工作人員工作不系統。航行情報服務體系的形成并不是很久之前的事，它是在近幾十年才漸漸受到重視并且形成系統的，所以可想而知，航行情報服務體系一定還不夠成熟，還需要再不斷地實踐過程中逐漸尋找漏洞、缺陷以及補救的辦法，使得我國的航行情報服務體系逐漸的完整科學，使其越來越完善、合理。另外就是工作人員對航行情報的獲得、處理、傳送、交換等等不夠熟練速度，使得航行情報服務的效率上不去，這也是航行情報服務體系中缺乏合理有效的情報處理方式以及員工管理方式所導致的。

4航行情報服務對于航空和事業的重要意義

航行情報的目的是為了飛機的飛行安全而服務的，所以航行情報服務對于整個航空系統都是不可或缺的，對于我國航空系統的完善和健全具有重要意義。所以健全航行情報服務體系對于整個航空系統的發展都有特殊意義。為了將航行情報服務更加系統科學化，我國應該讓從事航空事業的工作人員從根本上認識到航空情報服務的重要作用，使其具有責任心和使命感，在平時的工作生活中大力的宣傳滲透航行情報服務的重要性。而且要重視航行情報服務領域的管理，是情報的管理和員工的管理都形成系統，使其得到合理的統一，不斷的健全航行情報服務的工作體系。只有將航行情報服務的工作體系逐漸完善，才能保證飛機飛行過程中的信息來源。

5結語

總而言之，航行情報服務對于航空工作是十分重要的，所以做好航行情報服務是完善航空體系不可忽視的工作內容。近些年來，航行情報服務也逐漸的引起了我國以及世界各國的重視，國家對于航行情報服務的規劃與完善也逐漸提上了日程，在不斷地研究探索中，航行情報服務體系定會越來越完善。

參考文獻：

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第二篇：在“廉潔”的航線上航行

在?廉潔?的航線上航行

——敬廉崇潔，從小做起

南豐二中九年級（9）班 應雯 指導老師 付勝芳

近日看新聞，不經意間捕捉到了這么一個詞?貪腐?，霎那間讓我的神經緊繃起來—— ?臺北地方法院就臺灣地區前領導人陳水扁所涉‘機要費’貪腐案等多起弊案作出一審判決，裁定陳水扁貪污、洗錢、受賄、偽造公文罪名成立，數罪并罰判處其無期徒刑，剝奪政治權利終身，并處罰金新臺幣2億元。陳水扁家人也全部獲刑。據法院傳來的消息，陳水扁案判決書長達1200頁，重量約3公斤。?

我不禁有些瞠目結舌，?廉潔?向來是我們中華民族的傳統美德，現如今怎么……

我開始有些擔憂，為我們的未來，也為這個世界的未來。我感覺到，敬廉崇潔，必須從小做起。

古人常說?三歲見小，七歲見大?。養成一個良好的習慣可讓你的一生受益匪淺，而好習慣，是要從小培養的。

遍觀?廉潔史?，清官中大多數都從小便養成了勤儉節約的好習慣，他們愛惜每粒米，每文錢。也正因為如此，他們每天都覺得很滿足，自然就不會去做那些貪贓枉法之事。

相反，有些貪官從小養成的則是壞習慣，衣來伸手、飯來張口。到最后，家財散盡，囊中羞澀，便開始動?歪腦筋?。長年累月，貪得的贓款像滾雪球般越滾越大，一發不可收拾，最終落了個遺臭萬年的下場。

在?廉潔?的航線上，我們需要?節儉?做船艙。然而，一個節儉的人卻并不一定是一個廉潔的人，就好比一艘船只有船艙，卻沒有導航系統，依然不能航行一樣。

有這樣一個故事：一個男孩是班上的班長，那天放學回家，他想買一包零食吃，可又身無分文，一種貪念涌上心頭，于是他從班費中?偷?了一元線…… 多年后，他成為某機關的財務部長，手中有公款千萬。那年，他要買新房，還缺五十萬。于是，他像當年一樣從公款中?偷?了五十萬，心想到時還上即可。六個月過去了，他終于掙回了五十萬，但他卻帶著一絲僥幸心理占為己有。之后，他的貪念越來越大，心中的貪欲越來越強。最終，東窗事發，他被逮捕了，成了階下囚。

正是因為當初的?一元?班費，演變成現在的上百萬贓款。

在?廉潔?的航線上，我們需要?不貪?來導航。要想在廉潔的航線上平穩地航行，就必須有船艙——節儉、導航系統——不貪保駕護航。

若每個人從小就培養這兩種好習慣，當官了便能成為一名為民謀利、不為己謀私的清官，?廉潔之風?便能吹遍神洲大地。

第三篇：材料在航空中的應用

題目：

材料在航空中的應用

學 生： 南冬冬 學 號： 201103020121 院（系）：

資源與環境 專 業：

服裝設計與工程 指導教師： 王秀峰

2013年6月10日

材料是人們生活和生產必須的物質基礎。也是人類進化的重要里程碑。材料科學主要研究材料的成分、分子或原子機構、微觀及宏觀組織以及加工制造工藝和性能之間的關系。它是一門邊緣新科學，主要一固態物理和固態化學、晶體學、熱力學等位基礎，結合冶金化工及各種高新科技術來探討材料內在規律和應用。材料是人類用來制造機器、構件、器件和其他產品的物質。按物理化學屬性分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料。實際應用中又常分為結構材料和功能材料。結構材料是以力學性質為基礎，用以制造以受力為主的構件。結構材料也有物理性質或化學性質的要求，如光澤、熱導率、抗輻照能力、抗氧化、抗腐蝕能力等，根據材料用途不同，對性能的要求也不一樣。功能材料主要是利用物質的物

理、化學性質或生物現象等對外界變化產生的不同反應而制成的一類材料。

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎。20世紀70年代，人們把信息、材料和能源作為社會文明的支柱。80年代，隨著高技術群的興起，又把新材料與信息技術、生物技術并列作為新技術革命的重要標志。現代社會，材料已成為國民經濟建設、國防建設和人民生活的重要組成部分。

航空航天大多是在極端條件下進行的，所以對材料的要求很高。經過幾十年的航空航天材料研究，研制出了納米顆粒炸藥、碳納米管高硬度材料、鋁氧納米管材料和新型密封材料、電子絕緣聚合物材料、新型“熱塑料”材料以及原子級硅記憶材料和鋁－硅合金等，并發現了納米孔隙網材料等。而且新材料工藝也取得了重大突破：采用溫軋法、粉末冶金法、非晶復合技術工藝、急速凝固法、樹脂膜浸漬法和等溫化學氣相浸滲法制造出了高強度合金材料、梯度功能材料以及抗損傷復合材料編制機等。與此同時，新材料在航空航天應用上也有重大進展，形狀記憶合金、量子隧道效應復合材料等高性能材料得到了廣泛應用；火箭尾噴管應用納米復合涂層、火箭發動機渦輪泵應用陶瓷基復合材料葉盤；采用復合材料排布機編制燃料箱；采用紅外材料制成手提式定向反射儀以及用氮化物基材料制造出電子器件等

復合材料在航空中的應用

復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料，它可以發揮各種材料的優點，克服單一材料的缺陷，擴大材料的應用范圍。由于復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點，已逐步取代木材及金屬合金，廣泛應用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領域，在近幾年更是得到了飛速發展。

復合材料在美國和歐洲主要用于航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的復合材料用量達14.8萬噸，歐洲汽車復合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本，復合材料主要用于住宅建設，如衛浴設備等，此類產品在2000年的用量達7.5萬噸，汽車等領域的用量僅為2.4萬噸。不過從全球范圍看，汽車工業是復合材料最大的用戶，今后發展潛力仍十分巨大，目前還有許多新技術正在開發中。例如，為降低發動機噪聲，增加轎車的舒適性，正著力開發兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板；為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求，發動機活塞、連桿、軸瓦已開始應用金屬基復合材料。為滿足汽車輕量化要求，必將會有越來越多的新型復合材料將被應用到汽車制造業中。與此同時，隨著近年來人們對環保問題的日益重視，高分子復合材料取代木材方面的應用也得到了進一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復合材料，在北美已被大量用作托盤和包裝箱，用以替代木制產品；而可降解復合材料也成為國內外開發研究的重點。

碳纖維是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維的微觀結構類似人造石墨，是亂層石墨結構。碳纖維由于具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、導電和導熱等性能，因而使其成為一種兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征的化工新材料，是新一代增強纖維。

目前，碳纖維不僅廣泛應用軍事工業，而且在汽車構件、風力發電葉片、核電、油田鉆探、體育用品、碳纖維復合芯電纜以及建筑補強材料領域也存在巨大應用空間，而其在航空領域的光輝業績尤為引人注目。

碳纖維應宇航工業對耐燒蝕和輕質高強材料的迫切需求發展起來，它主要是由碳元素組成的一種特種纖維，是繼玻璃纖維之后出現的第二代纖維增強塑料碳纖維的含碳量在90%以上，具有優異的力學性能，與其它高性能纖維相比具有最高比強度和最高比模量。在2000℃以上高溫惰性環境中，碳纖維是唯一一種強度不下降的物質。此外，它還兼具其它多種得天獨厚的優良性能，更可貴的是，碳纖維與其它材料具有很高的相容性，兼備紡織纖維的柔軟可加工性，并且容易復合，具有很大的設計自由度。這就使得碳纖維成為纖維增強材料中發展最迅速、應用范圍很廣、適于不同領域要求的纖維材料。研制大型飛機要突破許多關鍵技術，其中一項是“先進復合材料結構設計技術”，這項技術離不開碳纖維。世界碳纖維的需求在各用途領域都不斷增長，特別是急速增長的航空航天領域拉動了碳纖維全體的增長。碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合，制成結構材料。自玻璃纖維與

有機樹脂復合得到的玻璃鋼問世以來，碳纖維、陶瓷纖維以及硼纖維增強的復合材料相繼研制成功，而且性能不斷得到改進，使復合材料領域呈現出一派勃勃生機。碳纖維復合材料與鋁合金、鈦合金、合金鋼一起成為飛機機體的四大先進結構材料。

碳纖維復合材料在航空領域的具體應用 碳纖維復合材料因其獨特、卓越的性能，在航空領越特別是飛機制造業中應用廣泛。統計顯示，目前，碳纖維復合材料在小型商務飛機和直升飛機上的使用量已占70％~80％，在軍用飛機上占30％~40％，在大型客機上占15％~50％。

碳纖維樹脂基復合材料

碳纖維增強樹脂基復合材料（CFRP）具有質量輕等一系列突出的性能，在對重量、剛度、疲勞特性等有嚴格要求的領域以及要求高溫、化學穩定性高的場合，碳纖維復合材料都具有很大優勢。

碳纖維增強樹脂基復合材料已成為生產武器裝備的重要材料。AV—8B 改型“鷂”式飛機是美國軍用飛機中使用復合材料最多的機種，其機翼、前機身都用了石墨環氧大型部件，全機所用碳纖維的重量約占飛機結構總重量的26％，使整機減重9％，有效載荷比AV—8A飛機增加了一倍。數據顯示采用復合材料結構的前機身段，可比金屬結構減輕質量32.24%。用軍機戰術技術性能的重要指標——結構重量系數來衡量，國外第四代軍機的結構重量系數已達到27～28%。未來以F-22 為目標的背景機復合材料用量比例需求為35%左右，其中碳纖維復合材料將成為主體材料。國外一些輕型飛機和無人駕駛飛機，已實現了結構的復合材料化。

直升飛機上碳纖維增強樹脂基復合材料的用量更是與日俱增。武裝了駐港部隊并參加了2007 年上海合作組織在俄羅斯反恐軍演的直-9 型直升飛機，是我國先進的直升飛機。該機復合材料用量已占到60％左右，主要是CFRP。此外，日本生產的OH-1 “忍者” 直升飛機，機身的40％是用CFRP，槳葉等也用CFRP 制造。在民用領域，世界最大的飛機A380 由于CFRP 的大量使用，創造了飛行史上的奇跡。這種飛機25%重量的部件由復合材料制造，其中22%為碳纖維增強塑料(CFRP)。由于CFRP 的明顯減重以及在使用中不會因疲勞或腐蝕受損，從而大大減少了油耗和排放。燃油的經濟性比其直接競爭機型要低13%左右，并降低了運營成本，座英里成本比目前效率最高飛機的低15%~20%成為第一個每乘客每百公里耗油少于三升的遠程客機。

納米材料在航空中的應用

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構成的材料，這大約相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。

納米材料由于具有獨特的小尺寸效應而表現出不同于傳統材料的物理和化學性質。利用納米材料這些獨特的性質。可對傳統材料進行改性，進而開發出更高性能的材料．開辟出新的材料生產途徑．以滿足傳統材料所不能達到的要求．尤其是滿足航天航空領域對材料性能的特殊要求。應用納米材料可減小航天器電子元器件的體積和質量．并提高其可靠性。納米材料的發展方向主要有功能納米材料及結構納米材料納米材料在航天器結構材料上的應用 1．金屬及金屬基復合材料晶粒細化是提高金屬材料強度最有效的方法之一。利用添加納米陶瓷來增強金屬合金基材料的方法，就是把納米陶瓷粉體均勻分散于合金中．以提高合金的成核速率．同時抑制晶粒長大．從而起到晶粒細化的作用。抑制材料使用過程中微裂紋的擴展．提高產品的強度。例如，將納米碳化硅、納米氮化硅、納米氮化鈦、納米硅粉添加到金屬基體(鋁、銅、銀、鋼、鐵等合金)中。可制造出質量輕、強度高、耐熱性好的新型合金材料。

(1)納米氮化鈦應用于合金鋼、鐵納米氮化鈦具有硬度和熱穩定性高、粒度小，以及分散性好的特點。在鋼水冷卻結晶過程中．納米氮化鈦成為晶核相．可大大增加成核數量，減小晶粒尺寸．達到細化合金晶粒的效果．使合金的綜合性能大大改善。

(2)納米碳化硅應用于銀基復合材料通過向基體中加入均勻、細J．J＼，具有良好穩定性的顆粒．達到彌散強化合金的目的．是制備高強高導合金材料的重要途徑之一。納米碳化硅對于銀合金來說是一種有效的增強相．當納米碳化硅的質量百分含量為l％時．強化效果佳．材料的抗拉強度可達39IMPa．相對電導率為60．2％，強度和耐磨性均有所提高。(3)納米碳化硅彌散強化銅基復合材料高強高導銅基復合材料在集成電路的引線框架 各類點焊、滾焊機的電極、觸頭材料，電樞、電動工具的換相器等電子設備中具有廣泛的用途。但銅合金的高強度和高導電性一直是一對互相矛盾的特性．一般只能在犧牲電導率和熱導率的前提下改善銅的力學性能，以獲得高強度。采用納米碳化硅穩定彌散強化銅基材料是解決 這一矛盾的較好方法 通過向基體中加入均勻、細小，具有良好穩定性的納米碳化硅顆粒以達到彌散強化銅合金的目的．已成為制備高強高導銅基復合材料的研究熱點。

(4)納米碳化鋯應用于硬質合金納米碳化鋯是一種重要的高熔點、高強度和耐腐

蝕的高溫結構材料 納米碳化鋯用于硬質合金材料中．可提高材料的強度和耐腐蝕性等性能。

納米材料用作涂層可提高工件的耐磨性、抗剝蝕性和抗氧化性。研究表明，用納米碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、氮化鈦、碳化硼等粉體作為金屬表面的復合涂層．可獲得超強耐磨性和潤滑性．其耐磨性比軸承鋼高100倍．摩擦系數為0．06～0．1．同時還具有高溫穩定性和耐腐蝕性。在液體火箭發動機關鍵零部件中應用納米技術．可大大延長這些零部件的使用壽命 4．特種密封材料發動機出現故障最多的是各種密封面的失效．密封面的表面質量是決定密封性能好壞的主要因素．和用納米材料改性密封零件基體或在密封表面覆蓋一層納米粉末極大地改善其密 性能。目前。密封橡膠所用的增強劑多為納米級炭黑．若改用納米氮化硅使其拉伸強度提高1 4倍．并改善其耐磨性和密封性。

將納米金屬粉添加到固體火箭推進劑中．可顯著改善固體推進劑的燃燒性能。例如，在固體火箭推進劑中添加納米級鋁粉或鎳粉．推進劑燃燒效率可得到較大提高、燃速顯著增大。含有納米金屬鋁粉的固體推進劑燃速比含有常規鋁粉的固體推進劑的燃速高5 20倍。

總而言之, 材料的不斷發展可以極大的促進航天事業的發展。航空材料也變得多種多樣，例如現在的智能材料。材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，而隨著高技術群的興起，又把新材料與信息技術、生物技術并列作為新技術革命的重要標志。現代社會，材料已成為國民經濟建設、國防建設和人民生活的重要組成部分。

第四篇：復合材料在航空中的應用

《飛行器設計與工程專業技術講座

（三）》結課報告

班級：

學號：

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日期：2016年 10月09日

復合材料在航空中的應用

前言

現代高科技的發展離不開復合材料，復合材料[1] 對現代科學技術的發展，有著十分重要的作用。復合材料的研究深度和應用廣度及其生產發展的速度和規模，已成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標志之一。進入21世紀以來，全球復合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。2003～2008年間中國年均增速為15%，印度為9.5%，而歐洲和北美年均增幅僅為4%。

一．復合材料的簡介

復合材料，是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代，因航空工業的需要，發展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現了復合材料這一名稱。50年代以后，陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合，構成各具特色的復合材料。

二．在航空中常用的復合材料

60年代，為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要，先后研制和生產了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等）為增強材料的復合材料，其比強度大于4×10厘米（cm），比模量大于4×10cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別，將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同，先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進復合材料除作為結構材料外，還可用作功能材料，如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能復合材料)、機敏復合材料（具有感覺、處理和執行功能，能適應環境變化的功能復合材料）、仿生復合材料、隱身復合材料等。

目前航空航天領域應用較廣的復合材料航空主要包括樹脂基復合材料、金屬基復合材料、碳基復合材料和陶瓷基復合材料。

1．樹脂基復合材料

樹脂基復合材料有玻璃／酚醛、高硅氧／酚醛、石英／酚醛、碳／酚醛、滌綸／酚醛材料和以不同樹脂為基體的低密度燒蝕材料。其中玻璃／酚醛、高硅氧／酚醛和石英／酚醛材料屬于碳化--熔化型燒蝕村料，適用于中等焓值和中等熱流密度的工作環境再入飛行器和中等推力的固體火箭發動機防熱材料；碳／酚醛材料屬于碳化--升華型燒蝕材料，適用于能發揮升華效應的較高焓值和較高熱流密度的工作環境，可用于更遠距離再入飛行器和高性能固體火箭發動機噴管等；滌綸／酚醛材料和低密度燒蝕材料適用于高焓、低熱流和較長時間再入的航天飛行器如返回式衛星和飛船等。樹脂基介電--防熱材料有高硅氧／聚四氟乙烯材料，它屬于升華--熔化型燒蝕材料，燒蝕過程中不生成碳，具有良好的透波性能，燒蝕性能與高硅氧／酚醛相匹配，用作航天器天線窗口材料。

先進樹脂基復合材料是以高性能纖維為增強體、高性能樹脂為基體的復合材料。與傳統的鋼、鋁合金結構材料相比,它的密度約為鋼的1/5,鋁合金的1/2,且比強度與比模量遠高于后 二者。目前用途最廣的主要有碳纖維復合材料(CFRP)和芳綸纖維復合材料(AFRP)。CFRP 具有比強度高、耐高溫、減振性好、耐疲勞性能優越等突出優點,是目前民用飛機上用量最大,也是航空航天等尖端科技領域發展較為成熟的先進復合材料[2]。AFRP熱穩定性好,耐介質性能優良,可作為復合裝甲材料,有較強的防護力。國外近年致力于將該種材料用于制作軍、民用飛機的“光譜屏蔽”材料,其關鍵性能指標------抗沖擊性能相當出色。

2.金屬基復合材料

金屬基復合材料主要是指以Al、Mg等輕金屬為基體的復合材料。在航空和宇航方面主要用它來代替輕但有毒的鈹。這類材料具有優良的橫向性能、低消耗和優良的可加工性,已成為在許多應用領域最具商業吸引力的材料,并且在國外已實現商品化。而在我國僅有少量批量生產,以汽車及機械零件為主,年產量僅5000噸左右,與國外差距較大[3]。

3.陶瓷基復合材料和碳/碳復合材料

陶瓷基復合材料和碳/碳復合材料屬于耐熱結構復合材料。目前美國和西歐各國側重于對陶瓷基復合材料在航空和軍事應用上的研究。美國國防部一直把這項技術列入重點投資項目,僅1992年美國投入陶瓷基復合材料應用研究的經費就高達3500萬美元[4]；法國SEP公司用陶瓷基復合材料制成的SCD-SEP火箭試驗發動機已通過點火試車,并使結構減重50%[5]。國內從20世紀90年代初開始進行該領域的研究,目前尚未有批量生產的報道。

我國獲得應用的陶瓷基耐高溫防熱／透波阻及防熱，透波，承載多功能復合材料主要為二氧化硅基復合材料。二氧化硅基透波復合材料是以二氧化硅材料為基體，采用高硅氧纖維織物或石英纖維織物作為增強體，經浸漬增密、熱處理、防潮處理等工藝技術途徑制備的復合材料，具有優良的防熱、耐熱、透波、承載及抗沖擊等功能。

三.應用現狀

1.飛機機身上的應用

先進復合材料用于加工主承力結構和次承力結構、其剛度和強度性能相當于或超過鋁合金的復合材料。目前被大量地應用在飛機機身結構制造上和小型無人機整體結構制造上。

飛機用復合材料經過近40年的發展,已經從最初的非承力構件發展到應用于次承力和主承力構件, 可獲得減輕質量(20-30)% 的顯著效果。目前已進入成熟應用期,對提高飛機戰術技術水平的貢獻、可靠性、耐久性和維護性已無可置疑, 其設計、制造和使用經驗已日趨豐富。迄今為止, 戰斗機使用的復合材料占所用材料總量的30%左右,新一代戰斗機將達到40%;直升機和小型飛機復合材料用量將達到(70-80)%左右, 甚至出現全復合材料飛機。[5]“科曼奇”直升機的機身有70% 是由復合材料制成的,但仍計劃通過減輕機身前下部質量,以及將復合材料擴大到配件和軸承中,以使飛機再減輕15%的質量。“阿帕奇”為了減輕質量,將采用復合材料代替金屬機身。使用復合材料,未來的聯合運輸旋轉翼(JTR)飛機的成本將減少6% ,航程增加55% ,或者載荷增加36%，以典型的第四代戰斗機F/A-22為例復合材料占24.2% , 其中熱固性復合材料占23.8%,熱塑性復合材料占0.4%左右。熱固性復合材料的70% 左右為雙馬來酰亞胺樹脂(BMI,簡稱雙馬)基復合材料[6]，生產200多種復雜零件,其它主要為環氧樹脂基復合材料,此外還有氰酸酯和熱塑性樹脂基復合材料等。主要應用部位為機翼、中機身蒙皮和隔框、尾翼等。近10年來,國內飛機上也較多的使用了復合材料。例如由國內3家科研單位合作開發研制的某殲擊機復合材料垂尾壁板, 比原鋁合金結構輕21kg, 減質量30%。北京航空制造工程研究所研制并生產的QY8911/HT3。雙馬來酰亞胺單向碳纖維預浸料及其復合材料已用于飛機前機身段、垂直尾翼安定面、機翼外翼、阻力板、整流壁板等構件。由北京航空材料研究院研制的PEEK/AS4C熱塑性樹脂單向碳纖維預浸料及其復合材料,具有優異的抗斷裂韌性、耐水性、抗老化性、阻燃性和抗疲勞性能,適合制造飛機主承力構件,可在120℃下長期工作,已用于飛機起落架艙護板前蒙皮。在316℃這一極限溫度下的環境中,復合材料不僅性能優于金屬,而且經濟效益高。據波音公司估算,噴氣客機質量每減輕 1kg,飛機在整個使用期限內即可節省2200美元。

2.航空渦輪發動機上的應用

由于具有密度小、比強度高和耐高溫等固有特性,復合材料在航空渦輪發動機上應用的范圍越來越廣且比例越來越大,使航空渦輪發動機向“非金屬發動機”或“全復合材料發動機”方向發展。

(1)樹脂基復合材料

憑借比強度高,比模量高,耐疲勞與耐腐蝕性好,阻噪能力強的優點,樹脂基復合材料在航空發動機冷端部件(風扇機匣、壓氣機葉片、進氣機匣等)和發動機短艙、反推力裝置等部件上得到廣泛應用。如JTAGG驗證機的進氣機匣采用碳纖維增強的PMR15樹脂基復合材料,比采用鋁合金質量減輕26%；F136發動機采用與F110-132發動機相似的復合材料風扇機匣,使質量減輕9kg。

(2)碳化硅纖維增強的鈦基復合材料[7]

憑借密度小(有的僅為鎳基合金的1/2),比剛度和比強度高,耐溫性好等優點,碳化硅纖維增強的鈦基復合材料在壓氣機葉片、整體葉環、盤、軸、機匣、傳動桿等部件上已經得到了廣泛應用。

(3)陶瓷基復合材料[8]

目前主要的陶瓷基復合材料產品是以SiC或C纖維增強的SiC和SiN基復合材料。憑借密度較小(僅為高溫合金的1/3-1/4),力學性能較高,耐磨性及耐腐蝕性好等優點,陶瓷基復合材料,尤其是纖維增強陶瓷基復合材料,已經開始應用于發動機高溫靜止部件(如噴嘴、火焰穩定器),并正在嘗試應用于燃燒室火焰筒、渦輪轉子葉片、渦輪導流葉片等部件上。

3.航空隱身材料上的應用

新型隱身材料對于飛機和導彈屏蔽或衰減雷達波或紅外特征，提高自身生存和突防能力，具有至關重要的作用。在雷達波隱身材料方面，除涂層外，復合材料作為結構隱身材料正日益引起人們的關注，主要為碳纖維增強熱固性樹脂基復合材料（如C/EP、C/PI或C/BMI）和熱塑性樹脂基復合材料（如C/PEEK，C/PPS），目前已經得到了某些應用。

四.發展前景

復合材料是未來發展我國航空航天工程最有前途的材料,在未來的研制中渦輪發動機材料必須在抗拉強度、蠕變阻力、低和高循環疲勞、耐高溫腐蝕和耐沖擊損傷等方面滿足要求。提高復合材料高耐熱性、強度和韌性是發展復合材料的關鍵,今后在耐高溫材料上應重點研制結構陶瓷、陶瓷復合材料, 和微疊層復合材料。同時要在研究低成本復合材料的制造技術上加大力度。

參考文獻

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[2] 科學研究動態監測中心.戰略高技術研究動態監測快報[R].成都: 中科院成都文獻情報中心, 2005 [3] 孫晉良.當前中國尖端材料發展的現狀和趨勢[R].上海: 中國復合材料學會, 2004.[4] OKOJIE R S, SAVRUN E, NGUYEN P, et al Relirbility Evaluation of Direct Chip Attached Silicon Carbide Pressure Transducers[A].3rd International Conference on Sensors[ C].Vienna, Austria: 2004.24-27.[5] 張佐光.功能復合材料[M].北京: 化學工業出版社, 2004.22-30.[6] 鄧云, 王欣, 李建國, 等.新型海冰調查設備--冰樣壓縮機[J].海洋技術, 2006, 25(1): 50-53 [7] 張世銀, 汪仁和.多功能凍土三軸試驗機的研制與應用[J].試驗技術與試驗機, 2007, 47(1): 67-70 [8] 高向群, T.H.Jacka.人造冰和冰芯冰蠕變和方位組構發展對比[J].冰川凍土, 1995, 17(4): 343-349

對所學專業的認識和發展的打算

飛行器設計與工程專業（代碼 082501）屬于工學大類，航空航天類。一般設有飛行器設計、飛行力學與控制、直升機設計、空氣動力學、飛行器結構強度等專業方面，主要研究的是各種航天飛行器，包括人造衛星、宇宙飛船、空間站、深空探測器運載火箭、航天飛機等空間飛行器及導彈的設計。

飛行器設計與工程專業畢業生一般可從事飛行器結構工程、民用機械、交通運輸工程、船舶與海洋工程、工業與民用建筑工程、軟件工程等方面的設計與科研、教學工作，從事航天器、火箭、導彈等的設計、實驗、研究、運行維護等工作，還可從事航空和其他國民經濟部門的技術和管理工作。主要從事飛行器(包括航天器與運載器)總體設計、結構設計與研究、結構強度分析與試驗，并從事通用機械設計及制造的工作。

隨著我國經濟實力的強大，在國際上的地位逐漸提高，以及國際間綜合國力競爭的日趨激烈，國家會對本專業相關職、行業的發展給以足夠的重視。而且，次新科技革命的興起、信息化時代的到來，對飛行器設計與工程專業的教育與科研也是一次極大的推動。借助這樣的國際環境和國內經濟的發展，以及良好的政策氛圍和廣闊的消費市場，本專業在未來肯定會有一個質與量的飛躍。

由于國家大力發展航空及相關事業，所以近年來飛行器設計與工程專業的畢業生在找工作時真可謂炙手可熱、供不應求，北京、上海、西安等地航天科技院所的骨干和其他高新技術的研制與開發人員多半是從這一專業走出。但本專業的畢業生在擇業時，應時刻謹記自己肩上的歷史重任，把在學校所學到的過硬專業知識無私地奉獻給祖國的藍天事業，力爭將“好鋼用在刀刃上。”不要因為貪圖了眼前一時的利益，被暫時物質利益所誘惑，而放棄了自己多年的專業學習。我國的空間技術研究的歷史還不是很長，這方面的后備人才非常短缺。而培養出一個專門人才，國家會付出太大的代價，太多的時間。如此，出于對國家的利益，擇業時的選擇應該拿準。近年來，本專業的畢業生還有一個趨勢——出國深造。這種選擇未嘗不可。到國外學習了他人先進的技術，再回國為祖國的空間技術獻計獻策獻力，走一條“師夷長技以制夷”的捷徑，可以縮短自己在黑暗中摸索的時間。

個人的計劃打算是，畢業后先不急于尋找工作，先去讀研深造，等自身有了較強的專業知識和較高的能力水準后再投入到工作中去!從而可以發揮更大的價值！

第五篇：碳纖維復合材料在航空中的應用

碳纖維復合材料在航空中的應用

摘要：碳纖維復合材料由于其質輕高強的特點而在航空領域大量使用，主要介紹了其在飛機上的大量應用，期待我國碳纖維工業能早日達到先進水平。關鍵字：碳纖維；碳纖維復合材料；商用飛機。1引言 碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。

碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。

正是由于碳纖維在力學上的出色性能，碳纖維復合材料(CFRP)被廣泛用于航空航天領域。早在上世紀50年代就被用于火箭，而隨著80年代高性能復合材料的發展，碳纖維復合材料的應用更加廣泛。不僅在火箭、宇航、航空等領域發揮著重要作用，而且廣泛應用于體育器械，紡織、化工機械及醫學領域。2碳纖維復合材料在商用飛機上的應用 復合材料誕生之時，就由于其質輕高強的性能而與航空航天器結下了不解之緣。上世紀40年代開始，復合材料就被用于軍用飛機的修補。上世紀80年代，復合材料在商用飛機上得到逐步應用。隨之而來的碳纖維革命，尤其是中模量碳纖維性能的提高﹑技術的穩定，使得碳纖維復合材料最終被用于大型商用飛機的主結構。以B787 和A350 為代表的大型商用飛機，其復合材料在飛機結構重量中的占比已經達到或超過了50%，最大的商用飛機A380 的中央翼也完全使用復合材料，這些都是復合材料在大型商用飛機上使用的里程碑。2.1商用飛機上主要的CFRP構件[1] 目前，商用飛機上使用的復合材料大部分是碳纖維環氧復合材料，也包括一些玻璃纖維環氧復合材料，以及少量的特種基體樹脂復合材料。其應用分為三個大類，即一級結構材料、二級結構材料和內裝飾材料。如圖所示：

2.2主要的纖維和基體類型

在選用的纖維方面，通用級 T300 碳纖維 CFRP 可用來制造飛機的二次結構部件。例如，T300/ 5208用來制造B757、B767 和B777的二次結構部件。但因T300的抗拉強度僅為 3.53 GPa，抗拉模量為 231 GPa，特別是斷后延長僅有 1.5 %，滿足不了制造一次結構件的要求。隨后開發成功的高強中模型碳纖維在上述 3 項質量指標有了大幅度提高，再配套韌性環氧樹脂所制高性能CFRP 就可用來制造大飛機的一次結構件。主要的高強中模碳纖維品牌及性能如下表所示：

由表中數據可知，這類高強中模碳纖維的性能比通用級 T300 有了大幅度提高。我國目前還不能生產這類高性能碳纖維，處于實驗室研制階段，有望在“十一五”期間有所突破。通用型環氧樹脂固化后屬于脆性材料，需增韌改性為韌性基體樹脂。高強中模碳纖維與韌性基體樹脂復合后所制韌性CFRP可用來制造大飛機的一次和二次結構件。其中，具有代表性的是T800H/3900-2（P2302）和 IM7/8551-7。熱固性樹脂（TS）為母相，熱塑性樹脂（TP）為分散相，兩者均勻混合固化成型。在熱固化成型過程中，TS 成為三維交聯體，TP 仍保持線性特性，賦予CFRP韌性。這樣可制得韌性CFRP。T800H/3900-2（P2302）是典型的用來制造大飛機一次和二次結構件的韌性復合材料。

2.3韌性 CFRP 在大飛機上應用需關注的技術關鍵[2] 隨著碳纖維性能的不斷提高，增韌改性基體樹脂的不斷深入和復合技術的日趨完善，韌性CFRP 在大飛機上的應用逐步拓寬。未來500～600座的大飛機將成為航空客運的主力機型。為此，需要解決好以下幾方面的問題：

(1)設計允許應變達到0.6%，可用沖擊后抗壓縮強度（CAI）來評價。這就需用高強度、大伸長碳纖維與韌性基體樹脂來復合。例如，T800H/3900-2 或 IMT/8551-7 的韌性預浸料，可達到上述指標。

(2)提高抗 CFRP 的抗沖擊強度，需采用高強度、大伸長碳纖維。例如，T700S 斷后延長高達 2.1 %。上漿劑中可含有熱塑性塑料微粒，提高其韌性。

(3)提高沖擊損傷后的抗壓縮強度（CAI），需采用高強度、大伸長碳纖維與韌性環氧樹脂復合。控制碳纖維石墨微晶尺寸，也可提高抗壓縮強度。同時，研究韌性耐熱的熱可塑性樹脂，作為新一代韌性基體樹脂。

(4)提高抗層間剪切強度（ILSS），改善兩相界面粘接強度，有效傳遞載荷。同時，采用三維編織物和 RTM 成型技術，也可有效提高 ILSS 和防止層間剝落現象。

(5)提高CFRP的耐熱性，以適應超音速飛行。除提高基體樹脂的耐熱性外，也應關注碳纖維表面上漿劑的濕熱性能。吸濕會降底 CFRP 性能。

(6)采用整體成型的先進復合技術來制造大型構件，如體翼一次成型技術。這不僅提高整體復合件的性能，而且可大幅度減少零件數目和緊固件數目，有利于降低生產成本。3碳纖維復合材料在發動機和短艙上的應用[1] 復合材料在商用飛機上的另一個主要應用領域是在發動機和短艙，而發動機葉片，例如，GE90 的發動機葉片，則是這種應用的典范。GE90葉片使用的是8551-7/IM7預浸料，通過熱壓罐工藝成型獲得，這種環氧中模量碳纖維預浸料具有極高的韌性和損傷容限，可以滿足葉片苛刻的性能要求。

發動機復合材料葉片的另一種制作工藝是使用3D碳纖維織物，用環氧樹脂灌注而成。這種技術充分利用了3D織物的特點，用其制得的復合材料具有低裂紋擴展性、高能量吸收性以及耐沖擊、抗分層性能。即將用于C919客機的Leap-X1C即使用這種技術。

復合材料除了提供結構貢獻以外，在發動機和短艙上的另一個貢獻是降噪。在B787的發動機和短艙上使用了一種降噪蜂窩，用其作為芯材、環氧預浸料作為蒙皮的夾層結構起到了良好的降噪效果，使B787被譽為最安靜的飛機，這也是B787的亮點之一。4碳纖維復合材料在飛機上的其他應用 通用小飛機的結構簡單，有的小飛機機身甚至甚至可以使用玻璃纖維預浸料為蒙皮的蜂窩夾層結構，而外翼的翼樑則可以使用單向碳纖維復合材料制造。生產工藝上，從節約成本考慮，較為普遍采用的是非熱壓罐工藝。碳纖維復合材料在直升機上的應用也十分廣泛，除機身、尾樑等結構件以外，還包括槳葉、傳動軸、高溫整流罩等對疲勞、濕熱性能有更高要求的部件。特別是復合材料槳葉的使用，把槳葉的使用壽命從金屬的2000小時提高到了復合材料的6000小時以上，甚至是無限壽命，并且兩者的制造成本幾乎相當，因此使用復合材料取代金屬材料也成為必然。

碳/碳（C/C）復合材料則是制造飛機剎車裝置的優異材料。例如著名的B-2戰略轟炸機、空客A320均采用C/C復合材料剎車裝置。這些先進的 C/C剎車裝置可有效地把飛機降落過程中的動能轉化為熱能，不僅剎車制動的安全性高，而且可有效減輕質量。例如160 座的空客 A320，采用的C/C剎車裝置可減質量140 kg。這種 C/C 剎車裝置已在戰機和客機上得到廣泛應用。[3] CFRP 還可用來制造隱身飛機。B-2 戰略轟炸機屬于隱身飛機，其雷達散射截面積

（RCS）僅有0.1 ㎡，不易被對方雷達發現，大大增加了突防能力和生存概率。B-2 轟炸機大量采用先進的特種 CFRP，所用碳纖維的截面積不是圓形，而是異型截面，如方形截面，且在表面沉積 1 層多孔碳粒或附著1 層多孔微球，實施對雷達波的散射和吸收，賦予其吸波功能。這種結構吸波和涂層吸波相疊加，大大增強了綜合吸波動功能。這也就是說，特種 CFRP 不僅是結構材料，而且也是結構吸波材料。[3] 5我國碳纖維復合材料發展現狀 我國較早地意識到碳纖維的研制和生產對軍事工業發展和國民經濟具有重要作用，早在20 世紀60 年代末就開始研制碳纖維，經過 40 余年的發展，碳纖維從無到有，從研制到生產取得了一定的成績。但總的來說，國內碳纖維的研制與生產水平還較低，一直沒有在高標號碳纖維研究上取得突破性進展。我國碳纖維產業未實現大規模工業化生產，產品規格單一。近些年來，由于我國對碳纖維需求量的日益增加，碳纖維又成為國內新材料業研發的熱點。但是，除極個別企業外，大多數引進項目的技術和設備水平屬國際中下等，生產的碳纖維產品也未達到高端水平。引進后的消化、吸收與創新是碳纖維行業面臨的重大課題。[4] 我國碳纖維工業與先進國家相比存在15 年左右的差距，我們還不能生產高強中模碳纖維，T300仍處于產業化階段。實驗室研制高強中模碳纖維雖然取得長足進步，但產業化仍有一段路要走。在國家大力支持和有實力民營企業的介入，縮短產業化時間已具備條件，高強中模碳纖維指日可待。[5] 參考文獻

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