全复合材料飞机发展探秘
魏楞杰
提要
与传统上飞机使用的铝合金相比，复合材料不仅重量轻、强度好、劲度高、还耐热、耐腐蚀，又有很好的抗疲劳性，因此在讲求性能的军用飞机上应该是最受欢迎的材料。但事实上军用飞机上的复合材料使用重量百分比与人们预期的有很大的出入，原因在于复合材料价格较贵，而且航空工业界对复合材料也没充分信心。为鼓励航空工业界广泛使用复合材料，美国空军在2009年试飞了一架几乎全复合材料的货机，希望建立起工业界对复合材料的信心，进而开发出性能卓越的新航空器。
复合材料是由强度较高的纤维（fiber）与强度低但能使纤维维持于一定位置的基体（matrix）材料所组成。纤维使基体的强度增加，而基体又将纤维固结在一起，使各纤维平均分担负载，并保护纤维免于外界的机械性或化学性磨损，二者相得益彰。日常生活中我们常看见的钢筋混凝土就是复合材料的一种，其中钢筋就是纤维，而混凝土就是基体。复合材料会因不同的纤维成份而有不同的性能，即使同一成份的复合材料，由于纤维在基体中排列方向的不同，也会显示出千差万别的性能，人们就是利用这种差异使复合材料可以充分发挥其独特的性能，这是金属材料万万不及的。
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发表于 2015-2-12 13:07
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