航空材料概论 第1章 绪论
第一章航空材料
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第1章 航空材料 维护技术基础
第1章 航空材料
把试样承受的载荷P除以试样的原始横截面 积F0,则得到试样所承受的拉应力 ,即
把试样的伸长量△l除以 试件原始的标距长度l0, 则得到试样的相对伸长 一应变 ,即
维护技术基础
强度指标
第1章 航空材料
金属在载荷作用下抵抗变形和断裂的能力叫强度。
①熔焊:将两个工件的结合部位加热到熔化状态,冷却后形 成牢固的接头,使两个工件焊接成为一个整体。一般还要 在结合部位另加填充金属。熔焊一般又分为电焊和气焊。
②钎焊:将两个工件的结合部位和作为填充金属的钎料进行 适当的加热,钎料的熔点比工件金属的熔点低,在工件金 属还没有熔化的情况下,将已熔化的钎料填充到工件之间, 与固态的工件金属相互溶解和扩散,钎料凝固后将两个工 件焊接在一起。
– 弹性模量E是引起材料发生单位弹性应变时所需要的应力, 它表示了金属材料抵抗弹性变形的能力。
– 材料的弹性模量E越大,在一定应力作用下,产生的弹性 应变越小,材料的刚度就越大。
– 金属材料的弹性模量随着温度的升高而降低。
(2)弹性极限
材料保持弹性变形的最大应力值称为弹性极限,用σe表示。 σe
=P /F e0
– 金属材料的焊接性是指在采用一定的焊接工艺方法、焊接 材料、工艺参数等条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
(4)切削加工性:用切削工具进行加工时,金属表现出 来的性能叫做金属的切削加工性能。
– 金属具有较好的切削加工性通常是指切削加工时,切削力 小,切削碎屑容易脱落,切削工具不易磨损,加工后容易 得到光洁度较高的加工表面。
维护技术基础
第1章 航空材料
对于在使用中承受较大冲击载荷的构件来说,材料 的冲击韧性是很重要的性能指标。如起落架结构中 的承力构件就采用强度高、韧性好的合金钢来制造。
航空航天行业新型材料应用研究方案
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航空航天行业新型材料应用研究方案第1章绪论 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (2)1.3 研究内容与方法 (2)1.3.1 研究内容 (2)1.3.2 研究方法 (2)第2章航空航天行业新型材料概述 (3)2.1 新型材料的分类 (3)2.2 航空航天行业对新型材料的需求 (3)第三章新型材料在航空航天器结构中的应用 (4)3.1 复合材料的应用 (4)3.1.1 引言 (4)3.1.2 应用实例 (4)3.1.3 优势分析 (4)3.2 金属基复合材料的应用 (5)3.2.1 引言 (5)3.2.2 应用实例 (5)3.2.3 优势分析 (5)3.3 陶瓷材料的应用 (5)3.3.1 引言 (5)3.3.2 应用实例 (5)3.3.3 优势分析 (6)第四章新型材料在航空航天器动力系统中的应用 (6)4.1 高温合金材料的应用 (6)4.2 陶瓷基复合材料的应用 (6)4.3 金属间化合物材料的应用 (6)第五章新型材料在航空航天器热防护系统中的应用 (7)5.1 陶瓷材料的应用 (7)5.2 金属基复合材料的应用 (7)5.3 高温超合金材料的应用 (7)第六章新型材料在航空航天器电子设备中的应用 (8)6.1 封装材料的应用 (8)6.2 导热材料的应用 (8)6.3 磁性材料的应用 (9)第7章新型材料在航空航天器光学系统中的应用 (9)7.1 透明材料的应用 (9)7.2 反光材料的应用 (10)7.3 光学薄膜材料的应用 (10)第8章新型材料在航空航天器隐身技术中的应用 (11)8.1 隐身材料的研究现状 (11)8.2 隐身材料的分类 (11)8.3 隐身材料的应用前景 (11)第9章航空航天新型材料的应用前景及挑战 (12)9.1 应用前景 (12)9.2 面临的挑战 (12)9.3 发展趋势 (13)第10章结论与展望 (13)10.1 研究成果总结 (13)10.2 存在的问题与不足 (13)10.3 未来研究方向 (14)第1章绪论1.1 研究背景我国航空航天行业的飞速发展,新型材料的应用已成为推动行业进步的关键因素。
第一章 航空材料 1.4复合材料和非金属材料
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表 金属和复合材料的性能比较
材料名称
g / cm
7.8
2.8 4.5 2.0 1.45 1.6 1.4 2.1 2.65
密度/3
抗拉强度/
10 MPa
1.03
0.47 0.96 1.06 1.5 1.07 1.4 1.38 1.0
3
弹性模量/
10 GPa
2.1
0.75 1.14 0.4 1.4 2.4 0.8 2.1 2.0
复合材料基 体分类
树脂基 (PMC)
金属基 (MMC)
无机非 金属基
热固基
热塑基
碳基(C-C)
玻璃基 (CMC)
陶瓷基 (CMC)
⑵增强体。增强体的作用是承受机体传递的载荷,对基体起 着增强、韧化,是复合材料受力核心部位。它的形状可以是颗粒状、 片状、纤维状等。目前,结构复合材料应用最广的是增强纤维。 按照复合材料所选用的增强体不同,可分为以下几种:
2
10 MPa cm / g 10 GPa cm3 / g
3 3 2
比强度/
比模量/
钢
铝 钛 玻璃钢 碳纤维Ⅱ/环氧 碳纤维Ⅰ/环氧 有机纤维FRD/环氧 硼纤维/环氧 硼纤维/铝
0.13
0.17 0.21 0.53 1.03 0.67 1.0 0.66 0.38
0.27
0.27 0.25 0.21 0.97 1.5 0.57 1.0 0.75
4.橡胶材料
1)天然橡胶 天然橡胶具有良好的弹性、 绝缘性和密封性。但它受温度影 响很大,高温会使其发生形变或膨胀,逐渐失去弹性变成塑性物质; 低温会使其变硬、变脆,而且强度小,会与煤油、汽油发生溶解, 老化。主要用来制造橡皮原料。
航空航天概论第一、二章
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《航空航天概论》复习资料绪论1.航空:在地球周围稠密大气层内的航行活动。
航天:在大气层以外的近地空间,行星际空间,行星际附近以及恒星及空间的航行活动。
联系:地面发射的航天器或当航天器返回地面时,都要穿过大气层特别是水平起降的航天飞机,其起飞和降落过程均与飞机极为相似,就与航空航天的特点,因此航空与航天不仅是紧密联系的而且有时是难以区分的。
2.飞行器的概念:在地球大气层内或大气层外的空间飞行的器械统称。
分类:航空器、航天器、火箭、导弹。
3.航空器:在大气层内飞行的飞行器。
分为轻于空气的航天器(气球、飞艇)和重于空气的航天器(飞机滑翔机、直升机、旋翼机)。
航天器:在大气层外飞行的飞行器。
分为无人航天器(人造地球卫星、空间探测器)和载人航天器(载人飞船、航天站、航天飞机)。
导弹:依靠制导系统控制器飞行轨迹的飞行武器(弹道式导弹、巡航导弹、可高机动飞行的导弹、地空导弹、空空导弹)。
火箭:靠火箭发动机(化学、核、电)提供推动力的飞行器。
(无控火箭弹、探空火箭、远载火箭)。
4.⑴轻于空气的航天器:10世纪初中国“孔明灯”。
18世纪末法国蒙哥尔费兄弟热气球。
1783年10月15日E.P.罗奇埃和达尔郎特,热气球1000m高度12min飞行12km。
⑵重于空气的航天器:1903年12月17日莱特兄弟,“飞行者”1号飞行4次。
⑶火箭导弹:1942年纳粹德国V-2火箭,发射第一个以火箭发动机为动力的弹道导弹。
⑷航天:1957年10月4日,苏联发射第一个人造卫星。
1969年7月16日,美国航天员第一次登上月球。
5.大气层①对流层:高度上升气温下降,空气对流运动明显。
②平流层:高度上升气温开始不变→略升高→20km-30km以上急升,气流平稳,能见度好③中间层:高度上升气温下降,空气有相当剧烈的垂直方向运动。
④热层:高度上升气温上升,空气处于高度电离状态。
⑤散逸层:空气稀薄,空气分子不断向星际空间逃逸。
6.飞行环境:⑴自然环境--真空、电磁辐射、高能粒子辐射、等离子体、微流行体。
航空航天概论复习重点知识点整理
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第一章绪论1.叙述航空航天的空间范围航空航天是人类利用载人或不载人的飞行器在地球大气层中和大气层外的外层空间(太空)的航行行为的总称。
其中,大气层中的活动称为航空,大气层外的活动称为航天。
大气层的外缘距离地面的高度目前尚未完全确定,一般认为距地面90~100km是航空和航天范围的分界区域。
2.简述现代战斗机的分代和技术特点发展史特点:a.可垂直起降、对起降场地木有太多特殊要求,b.可在空中悬停,c.能沿任意方向飞行但速度比较低、航程相对较短;工作原理:直升机以航空发动机驱动旋翼旋转作为升力和推进力来源,动能守恒要求,旋翼升力的获得靠向下加速空气,因此对直升机而言由旋翼带动空气向下运动,每一片旋翼叶片都产生升力,这些升力的合力就是直升机的升力。
4.试述航空飞行器的主要类别及其基本飞行原理A.轻于空气(浮空器):气球;飞艇。
原理:靠空气静浮力升空。
气球没有动力装置,升空后只能随风飘动或被系留在某一固定位置;飞艇装有发动机、螺旋桨、安定面和操纵面,可控制飞行方向和路线。
B.重于空气:固定翼航空器(飞机+滑翔机);旋翼航空器(直升机+旋翼机);扑翼航空器(扑翼机)。
原理:靠空气动力克服自身重力升空。
飞机由固定的机翼产生升力,装有提供拉力或推力的动力装置、固定机翼、控制飞行姿态的操纵面,滑翔机最大区别在于升空后不用动力而是靠自身重力在飞行方向的分力向前滑翔(装有的小型发动机是为了在滑翔前获得初始高度);旋翼机由旋转的机翼产生升力,其旋翼木有动力驱动,由动力装置提供的拉力作用下前进时,迎面气流吹动旋翼像风车似地旋转来产生升力;直升机的旋翼是由发动机驱动的,垂直和水平运动所需要的拉力都由旋翼产生;扑翼机(振翼机)像鸟类翅膀那样扑动的翼面产生升力和拉力。
5.简述火箭、导弹与航天器的发展史6.航天器的主要类别A.无人航天器:a.人造卫星(科学卫星、应用卫星、技术试验卫星),b.空间平台,c.空间探测器(月球探测器、行星探测器);B.载人航天器:a.载人飞船(卫星式、登月式),b.空间站,c.轨道间飞行器(轨道机动器、轨道转移器),d.航天飞机。
航空材料概论_第1章_绪论
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接头(7055)铝合金
机翼前缘(上)/飞机油泵 安装口框(下)
❖ 树脂基复合材料
芳纶铝合金层
各种飞机复合材料结构件
❖ 蜂窝材料
是一种用于夹层结构的轻质材料。芳纶纸 (Nomex)蜂窝具有高的比强度和比刚度, 突出的耐腐蚀性和自熄性,优良的耐环境性 和热绝缘性,独特的介电性能和高温稳定性, 优异的工艺性,广泛用于航空航天、船舶、 火车和体育用品。
2、航空产品的高可靠性、多样性对航空材料提 出了更高的质量要求。
❖ 航空器是技术密集、高集成度的复杂产品,只有采 用质地优良的航空材料才能制造出安全可靠、性能 优良的飞机、发动机。
❖ 航空产品的多样性和小批量生产,导致了航空材料 研制和生产上的多品种、多规格、小批量、技术质 量要求高等特点。
3、航空产品降低成本的需求导致要发展低成本 航空材料。
图1.1 飞行者一号 (复制品)
❖ 第二阶段:1920-1949,铝、钢结构.
(a)Me 109型战斗机 (德国,1935年)
图1.2
(b)喷火式战斗机 (英国,1936年)
❖ 第三阶段:1950 ~ 1969年,铝、钛、钢结构. SR-71“黑鸟”(3倍声速)
❖ 第四阶段: 1970 ~ 21世纪初, 铝、钛、钢、 复合材料结构(以铝为主) 如F-14(美国,1970年,图1.3)
泛指用于制造航空飞行器的材料。 一架军用飞机包括机体、发动机、机载电子和火力控
航天器概论(西工大)1、第一章 绪论
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• 钱学森(1911~2009): • 中国航天事业奠基人; • 1935.9进入美国麻省理工学院航空系学 习; • 1936.9 转入美国加州理工学院航空 系,师从世界著名空气动力学教授 冯·卡门,先后获航空工程硕士学位和 航空、数学博士学位; • 1937 与导师共同完成高速空气动力学 问题研究课题和建立“卡门-钱近似” 公式,在二十八岁时就成为世界知名的 空气动力学家; • 1938.7-1955.8 钱学森在美国从事空 气动力学、固体力学和火箭、导弹等领 域研究; • 1955.10.23 回国,一直主持中国的航 天技术工作。
2003年10月15日 杨利伟
进入20世纪80年代,航天活动跨入了航天飞机和空间站阶段。
航天活动的航天飞机和空间站阶段。
进入20世纪80年代,随着航天活动的开展,人们发现发射航 天器成本很高,于是着手研制可多次重复使用的运载工具,这样 美国先研制成了航天飞机,其他国家也相继着手研究或者研制航 天飞机。至今所发射的卫星,用途较窄,而且在空间一旦出现故 障就报废。于是着手研制了载人空间站,它可以承担多种任务, 而且由于载人,一旦有故障,可以及时修理,从而提高了使用效 益。
现代火箭、导弹技术的出现
直到19世纪末20世纪初,液体燃料火箭技 术才开始兴起。 • 20世纪30年代,火箭武器开始进入应用阶 段,直到1944年6月月 ,纳粹德国才首次将有 控的弹道式液体火箭V-2,V-1巡航导弹应用于战 争。
•
时间:1944年6月~ • 燃料:空气和汽油 • 巡航高度:900m • 发射方式:陆基 • 制导方式:惯性陀 螺仪+无线电 • 发射数量:1万枚 • 巡航距离:约 300Km • 命中精度:低
航空航天概论复习重点知识点整理
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航空航天概论复习重点知识点整理第⼀章绪论1.叙述航空航天的空间范围航空航天是⼈类利⽤载⼈或不载⼈的飞⾏器在地球⼤⽓层中和⼤⽓层外的外层空间(太空)的航⾏⾏为的总称。
其中,⼤⽓层中的活动称为航空,⼤⽓层外的活动称为航天。
⼤⽓层的外缘距离地⾯的⾼度⽬前尚未完全确定,⼀般认为距地⾯90~100km是航空和航天范围的分界区域。
2.简述现代战⽃机的分代和技术特点超⾳速战⽃机3.简述直升机的发展史、特点及其旋翼的⼯作原理发展史特点:a.可垂直起降、对起降场地⽊有太多特殊要求,b.可在空中悬停,c.能沿任意⽅向飞⾏但速度⽐较低、航程相对较短;⼯作原理:直升机以航空发动机驱动旋翼旋转作为升⼒和推进⼒来源,动能守恒要求,旋翼升⼒的获得靠向下加速空⽓,因此对直升机⽽⾔由旋翼带动空⽓向下运动,每⼀⽚旋翼叶⽚都产⽣升⼒,这些升⼒的合⼒就是直升机的升⼒。
4.试述航空飞⾏器的主要类别及其基本飞⾏原理A.轻于空⽓(浮空器):⽓球;飞艇。
原理:靠空⽓静浮⼒升空。
⽓球没有动⼒装置,升空后只能随风飘动或被系留在某⼀固定位置;飞艇装有发动机、螺旋桨、安定⾯和操纵⾯,可控制飞⾏⽅向和路线。
B.重于空⽓:固定翼航空器(飞机+滑翔机);旋翼航空器(直升机+旋翼机);扑翼航空器(扑翼机)。
原理:靠空⽓动⼒克服⾃⾝重⼒升空。
飞机由固定的机翼产⽣升⼒,装有提供拉⼒或推⼒的动⼒装置、固定机翼、控制飞⾏姿态的操纵⾯,滑翔机最⼤区别在于升空后不⽤动⼒⽽是靠⾃⾝重⼒在飞⾏⽅向的分⼒向前滑翔(装有的⼩型发动机是为了在滑翔前获得初始⾼度);旋翼机由旋转的机翼产⽣升⼒,其旋翼⽊有动⼒驱动,由动⼒装置提供的拉⼒作⽤下前进时,迎⾯⽓流吹动旋翼像风车似地旋转来产⽣升⼒;直升机的旋翼是由发动机驱动的,垂直和⽔平运动所需要的拉⼒都由旋翼产⽣;扑翼机(振翼机)像鸟类翅膀那样扑动的翼⾯产⽣升⼒和拉⼒。
5.简述⽕箭、导弹与航天器的发展史6.航天器的主要类别A.⽆⼈航天器:a.⼈造卫星(科学卫星、应⽤卫星、技术试验卫星),b.空间平台,c.空间探测器(⽉球探测器、⾏星探测器);B.载⼈航天器:a.载⼈飞船(卫星式、登⽉式),b.空间站,c.轨道间飞⾏器(轨道机动器、轨道转移器),d.航天飞机。
第一章 常用航空材料
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一代材料技术 一代大型飞机
• 第一阶段(1903~1919年):木、布结构 • 第二阶段(1920 ~ 1949年):铝、钢结构 • 第三阶段(1950 ~ 1969年):铝、钛、钢结构 • 第四阶段(1970 ~ 21世纪初):铝、钛、钢、
复材料结构(以铝为主) • 第五阶段(21世纪初~ ):复合材料、铝、
加工的能力。 –金属的塑性越大,变形的抗力越小,锻造性就
越好。 –常用的金属中,低碳钢、纯铜等的锻造性比较
好,而铸铁不能锻造。
(3)焊接性:
焊接工艺一般分为熔焊和钎焊两大类: ①熔焊:将两个工件的结合部位加热到熔化状态, 冷却后形成牢固的接头,使两个工件焊接成为一 个整体。一般还要在结合部位另加填充金属。熔 焊一般又分为电焊和气焊。 ②钎焊:将两个工件的结合部位和作为填充金属 的钎料进行适当的加热,钎料的熔点比工件金属 的熔点低,在工件金属还没有熔化的情况下,将 已熔化的钎料填充到工件之间,与固态的工件金 属相互溶解和扩散,钎料凝固后将两个工件焊接 在一起。 –金属材料的焊接性是指在采用一定的焊接工艺方 法、焊接材料、工艺参数等条件下,获得优质焊 接接头的难易程度。
• k可用来评定材料韧性和脆性程度。
•k低的材料称为脆性材料,在 断裂前没有明显的塑性变形, 吸收能量少,抵抗冲击载荷的 能力低; •k 高的材料称为塑性材料。在 断裂前有明显的塑性变形,吸 收能量多,抵抗冲击载荷的能 力强。
疲劳强度
• 金属材料在交变载荷作用下发生的破坏称为疲劳破坏 。
• 金属材料抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度。
量较多,不易发生脆性断裂。 对于在使用中承受较大冲击载荷的构件来说,材 料的冲击韧性是很重要的性能指标。如起落架结 构中的承力构件就采用强度高、韧性好的合金钢 来制造。
航空用材料简介PPT
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数字化加工技术
数字化加工技术是利用 数控机床等设备进行零 件加工的方法。在航空 领域,数字化加工技术 可实现高精度、高效率
的零件加工。
数字化检测技术
数字化检测技术是利用 测量设备对产品进行质 量检测的方法。在航空 领域,数字化检测技术 可实现产品质量的快速
、准确检测。
THANKS FOR WATCHING
航空材料广泛应用于民用航空、军用航空、航天器制造等领域。在民用航空领域,主要用于制造机身、机翼、尾 翼等部件;在军用航空领域,则用于制造战斗机、轰炸机、预警机等高性能军用飞机;在航天器制造领域,则用 于制造火箭、卫星等航天器。
02 金属材料在航空中应用
铝合金及其合金化技术
铝合金特性
轻质、高强度、良好的加工性能 和耐腐蚀性,适用于航空器结构
铸造工艺
铸造是将液态金属浇入铸型中,冷却凝固后获得所需形状和性能的零件或毛坯的成型方法 。航空领域常用的铸造方法有砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造等。
锻造工艺
锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、 一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷, 优化微观组织结构。
航空用材料简介
目 录
• 航空材料概述 • 金属材料在航空中应用 • 非金属材料在航空中应用 • 新型航空材料发展趋势与挑战 • 航空材料性能测试与评估方法 • 航空材料制造工艺与设备简介
01 航空材料概述
航空材料定义与分类
定义
航空材料是指用于制造航空器及其部件的材料,需要满足高强度、轻质、耐高温 、耐腐蚀等要求。
数字化制造技术在航空领域应用
第一季度
第二季度
航空航天概论
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航空航天概论《航空航天概论》是1997年10月北京航空航天大学出版社出版的图书,作者是何庆芝。
该书以航空器和航天器为中心,对其学科和各系统进行了全面介绍。
航空航天科学技术是一门高度综合的尖端科学技术,近几十年来发展迅速,对人类社会的影响巨大。
本书是为航空航天院校低年级学生编写的入门教材,使学生初步了解航空航天领域所涉及学科的基本知识、基本原理及其发展概况。
全书共六章。
第一章绪论是一般概述,第二章是飞行器飞行原理,第三章是飞行器的动力系统,第四章是飞行器机载设备,第五章是飞行器构造,第六章是地面设备和保障系统。
原理论述由浅入深、循序渐进,内容丰富、翔实,文字通顺易懂、可读性强。
本书是航空航天院校教材,适合低年级学生学习,也可供相关专业的教学、科技人员参考。
以下是目录参考前言第一章绪论第一节航空与航天的基本内涵第二节飞行器的分类一、航空器二、航天器三、火箭和导弹第三节航空航天发展简史一、航空发展简史二、火箭、导弹发展简史三、航天发展简史第四节飞行环境一、大气飞行环境二、空间飞行环境三、标准大气第二章飞行器飞行原理第一节流体流动的基本知识一、流体流动的基本概念二、流体流动的基本规律三、空气动力学的实验设备――风洞第二节作用在飞机上的空气动力一、飞机的几何外形和参数二、低、亚声速时飞机上的空气动力三、跨声速时飞机上的空气动力四、超声速时飞机上的空气动力第三节飞机的飞行性能,稳定性和操纵性一、飞机的飞行性能二、飞机的稳定性与操纵性第四节直升机的飞行原理一、直升机概况二、直升机旋翼的工作原理第五节航天器飞行原理一、Kepler轨道的性质和轨道要素二、轨道摄动三、几种特殊的轨道四、星下点和星下点轨迹五、航空器姿态的稳定和控制思考题第三章飞行器的动力系统第一节概述第二节发动机分类第三节活塞式航空发动机一、发动机主要机件和工作原理二、发动机辅助系统三、航空活塞式发动机主要性能参数第四节空气喷气发动机一、涡轮喷气发动机二、其他类型的燃气涡轮发动机三、无压气机的空气喷气发动机第五节火箭发动机一、发动机主要性能参数二、液体火箭发动机三、固体火箭发动机四、固-液混合火箭发动机第六节组合式和特殊发动机一、火箭发动机与冲压发动机组合二、涡轮喷气发动机与冲压发动机组合三、特殊发动机思考题第四章飞行器机载设备第一节飞行器仪表、传感器与显示系统一、发动机工作状态参数测量二、飞行状态参数测量三、电子综合显示器第二节飞行器的导航技术一、无线电导航二、卫星导航系统三、惯性导航四、图像匹配导航(制导)技术五、天文导航六、组合导航第三节飞行器自动控制一、自动驾驶仪二、飞行轨迹控制三、自动着陆系统与设备四、电传操纵五、空中交通管理第四节其他机载设备一、电气设备二、通信设备三、雷达设备四、高空防护救生设备思考题第五章飞行器构造和发展概况第一节对飞行器结构的一般要求和所采用的主要材料一、对飞行器结构的一般要求二、飞行器结构所采用的主要材料第二节飞机和直升机构造一、飞机的基本构造二、军用飞机的构造特点和发展概况三、民用飞机的构造特点和发展概况四、特殊飞机五、直升机第三节导弹一、有翼导弹二、弹道导弹三、反弹道导弹导弹系统第四节航天器一、航天器的基本系统二、卫星结构三、空间探测器结构四、载人飞船五、空间站第五节火箭一、探空火箭二、运载火箭第六节航天飞机和空天飞机一、航天飞机二、空天飞机思考题第六章地面设施和保障系统第一节机场及地面保障设施一、机场二、地面保障系统第二节导弹的发射装置和地面设备一、组成和功用二、战略弹道导弹的发射方式三、战略弹道导弹的发射装置和地面设备第三节运载火箭的地面设备与保障系统一、航天基地二、航天器发射场三、中国的航天器发射场和测控中心四、发射窗口思考题。
(完整版)航空材料概论ppt
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航空材料的演变和展望
4、40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材 料。 5、50年代以后,材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的 研制成功,解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。 6、60年代以来,航空航天材料性能的不断提高,一些飞行器部 件使用了更先进的复合材料,如碳纤维或硼纤维增强的环氧 树脂基复合材料、金属基复合材料等,以减轻结构重量。返 回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹 头再入时间长得多的空气动力加热过程,但加热速度较慢, 热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦 等特殊材料可以解决防热问题。
航空材料的演变和 展望
飞行者一号1903年
航空材料的演变和 展望
ME 109 1935年
航空材料的演变和 展望
F-100F
航空材料的演变和 展望
F-14 1970年
航空材料的演变和 展望
F-22 1989年
航空材料的使用特点
航空航天材料的进展取决于下列3个因素
材料科 学理论 的新发 现
材料加 工工艺 的进展
我国航空材料的发展思路
1、逐步理顺和建立我国航空用各类材料的牌号 序列
2、正确处理并逐步解决多国材料并存、重复、互不 兼容的复杂局面
3、加大对现有定型材料的改进改型研究力度
我国航空材料的发展思路
4、加强对新材料的研究
5、在建立材料牌号序列的同时,建立航空材 料性能数据库 6、加强特种工艺和理化测试技术的开发研究
材料与航空
按
照
化 金属材料 学
成
分
可
以
高分子
分
材料
为
无机非金属材 料
复合材料
材料与航空
• 金属材料主要有:铝合金、钛合金、 钢、高温合金、粉末冶金合金等;
(完整)航空概论(1)
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第一章1.什么是航空?什么是航天?航空与航天有何联系?航空是飞行器在地球大气层内的航行活动为航空.航天是指人造地球卫星、宇宙飞船等在地球附近空间或太阳系空间飞行。
联系:1.航空宇航天是紧密联系的;2.航空航天技术是高度综合的现代科学技术:力学、热力学和材料学是航空航天的科学基础。
电子技术、自动糊控制技术、计算机技术、喷气推进技术和制造工艺技术对航空航天的进步发挥了重要作用。
医学、真空技术和低温技术的发展促进了航天的发展。
2。
飞行器是如何分类的?在大气层内或大气层外空间(太空)飞行的器械。
飞行器分为3类:航空器、航天器、火箭和导弹。
在大气层内飞行的飞行器称为航空器,如气球、滑翔机、飞艇、飞机、直升机等.它们靠空气的静浮力或空相对运动产生的空气动力升空飞行。
在空间飞行的飞行器称为航天器,如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。
它们在运载火箭的推动下获得必要的速度进入太空,然后在引力作用下完成轨道运动.火箭是以火箭发动机为动力的飞行器,可以在大气层内,也可以在大气层外飞行。
导弹是装有战斗部的可控制的火箭,有主要在大气层外飞行的弹道导弹和装有翼面在大气层内飞行的地空导弹、巡航导弹等。
3.航空器是怎样分类的?力,才能升入空中.根据产生向上力的基本原理的不同,航空器可划分为两大类:轻于空气的航空器和重于空气的航空器,前者靠空气静浮力升空,又称浮空器;后者多的气体,利用大气的浮力使航空器升空,气球和飞艇都是轻于空气的航空器,二者的主要区别是前者没有动力装置,升空后只能随风飘动,或者被系留在某一固定位置上,不能行控制;后者装有发动机、安定面和操纵面,可以控制飞行方向和路线.重于空气的航空器:重于空气的航空器的升力是由其自身与空气相对运动产生的。
固定翼航空器主要由固定的机翼产生升力。
旋翼航空器主要由旋转的产生升力。
4.航天器是怎样分类的?各类航空又如何细分?按技术分类和按法律分类。
按技术分类主要按飞行原理进行分类,根据航空器产生升力的原理不同,航空器可分为两大类:⑴轻于空气的航空器⑵重于空气的航空器。
航空概论课后题答案
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第1章绪论1、什么是航空?什么是航天?航空与航天有何联系?航空是指载人或者不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。
航天是指载人或者不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动,又称空间飞行或宇宙航行。
航天不同于航空,航天器主要在宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。
但航天器的发射和回收都要经过大气层,这就使航空和航天之间产生了必然的联系。
2、飞行器是如何分类的?按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同,可以把飞行器分为航空器、航天器及火箭和导弹三类。
3、航空器是怎样分类的?各类航空器又如何细分?根据产生升力的基本原理不同,可将航空器分为两类,即靠空气静浮力升空飞行的航空器(通常称为轻于同体积空气的航空器,又称浮空器),以及靠与空气相对运动产生升力升空飞行的航空器(通常称为重于同体积空气的航空器)。
(1)轻于同体积空气的航空器包括气球和飞艇。
(2)重于同体积空气的航空器包括固定翼航空器(包括飞机和滑翔机)、旋翼航空器(包括直升机和旋翼机)、扑翼机和倾转旋翼机。
4、航天器是怎样分类的?各类航天器又如何细分?航天器分为无人航天器和载人航天器。
根据是否环绕地球运行,无人航天器可分为人造地球卫星(可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星)和空间探测器(包括月球探测器、行星和行星际探测器)。
载人航天器可分为载人飞船(包括卫星式载人飞船和登月式载人飞船)、空间站(又称航天站)和航天飞机。
5、熟悉航空发展史上的第一次和重大历史事件发生的时间和地点。
1810年,英国人G·凯利首先提出重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局,奠定了固定翼飞机和旋翼机的现代航空学理论基础。
在航空史上,对滑翔飞行贡献最大者当属德国的O·李林达尔。
从1867年开始,他与弟弟研究鸟类滑翔飞行20多年,弄清楚了许多飞行相关的理论,这些理论奠定了现代空气动力学的基础。
美国的科学家S·P·兰利博士在许多科学领域都取得巨大成就,在世界科学界久负盛名。
航空航天行业高性能材料物流保障方案
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航空航天行业高功能材料物流保障方案第一章绪论 (3)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 研究内容与方法 (3)第二章高功能材料概述 (4)2.1 高功能材料的定义与分类 (4)2.2 航空航天行业高功能材料的应用 (5)第三章物流保障体系构建 (5)3.1 物流保障体系框架设计 (5)3.1.1 物流保障目标 (5)3.1.2 物流保障原则 (5)3.1.3 物流保障体系结构 (6)3.2 物流保障体系关键要素 (6)3.2.1 物流基础设施 (6)3.2.2 物流信息技术 (6)3.2.3 物流组织与管理 (6)3.2.4 物流服务质量 (6)3.2.5 物流成本控制 (6)3.2.6 物流安全与环保 (6)第四章供应链管理 (6)4.1 供应链构建与优化 (6)4.2 供应商关系管理 (7)4.3 供应链风险管理 (7)第五章高功能材料采购与库存管理 (8)5.1 采购策略与流程 (8)5.1.1 采购策略 (8)5.1.2 采购流程 (8)5.2 库存控制与管理 (9)5.2.1 库存控制 (9)5.2.2 库存管理 (9)5.3 库存优化策略 (9)5.3.1 库存结构优化 (9)5.3.2 库存预警机制 (9)5.3.3 供应链协同 (9)5.3.4 库存数据分析 (10)第六章质量保障与检测 (10)6.1 质量保障体系构建 (10)6.1.1 概述 (10)6.1.2 质量保障体系基本概念 (10)6.1.3 质量保障体系构成要素 (10)6.1.4 质量保障体系在实际操作中的应用 (10)6.2 质量检测方法与流程 (10)6.2.2 质量检测方法 (10)6.2.3 质量检测流程 (11)6.2.4 质量检测在实际操作中的应用 (11)6.3 质量问题处理与改进 (11)6.3.1 概述 (11)6.3.2 质量问题处理流程 (11)6.3.3 质量改进措施 (11)6.3.4 质量改进在实际操作中的应用 (11)第七章物流配送与运输 (12)7.1 物流配送模式与策略 (12)7.1.1 物流配送模式概述 (12)7.1.2 直销配送模式 (12)7.1.3 第三方物流配送模式 (12)7.1.4 共同配送模式 (12)7.1.5 物流配送策略 (12)7.2 运输方式选择与优化 (12)7.2.1 运输方式概述 (12)7.2.2 公路运输 (13)7.2.3 铁路运输 (13)7.2.4 航空运输 (13)7.2.5 海运 (13)7.2.6 运输方式选择与优化 (13)7.3 运输风险管理 (13)7.3.1 运输风险识别 (13)7.3.2 运输风险防范措施 (13)7.3.3 运输风险应对策略 (14)第八章信息化建设与应用 (14)8.1 物流信息系统设计 (14)8.1.1 系统架构设计 (14)8.1.2 功能模块设计 (14)8.2 信息资源共享与协同 (14)8.2.1 资源共享机制 (14)8.2.2 协同作业 (15)8.3 物流大数据应用 (15)8.3.1 数据采集与存储 (15)8.3.2 数据分析与挖掘 (15)8.3.3 应用场景 (15)第九章应急物流保障 (15)9.1 应急物流保障体系构建 (15)9.1.1 目的与意义 (15)9.1.2 体系框架 (16)9.1.3 体系构建策略 (16)9.2 应急物流响应流程 (16)9.2.2 预案启动 (16)9.2.3 资源调度 (16)9.2.4 物流实施 (16)9.2.5 监控与调整 (16)9.3 应急物流资源调度 (17)9.3.1 资源分类 (17)9.3.2 资源调度原则 (17)9.3.3 资源调度流程 (17)9.3.4 资源调度策略 (17)第十章发展战略与政策建议 (17)10.1 航空航天行业物流保障发展趋势 (17)10.2 政策法规与标准制定 (18)10.3 行业合作与交流 (18)第一章绪论1.1 研究背景与意义我国经济的快速发展,航空航天行业在国家战略中的地位日益凸显。
航空航天材料工程-1-绪论
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航天材料要求:不仅要轻质高强,还要耐高温耐腐蚀
热防护是关键问题!
1.2 航空航天材料简史:航天
热防护材料发展:20世纪50年代以后,材料烧蚀防热理论的出 现以及烧蚀材料的研制成功,解决了弹道导弹弹头及航天器的再 入防热问题。
1969年7月20日人类首次登月,此后航天事业大发展!
1.2 航空航天材料简史:航天
美研制X-37高速飞行
(2005年6月21日搭乘“白骑士”首次飞行 )
无人驾驶,全机身复合材料,二级入轨,水平降落。若成功可在两小时内对地球任何地点进行打击
1.2 航空航天材料简史:航天
2008年6月2日,在四川省北川县擂鼓镇,一架前苏联 米-26直升机完成唐家山堰塞湖抢险设备向外吊运工 作后离开。
1.2 航空航天材料简史:航空
总结:
通过以上对航空材料发展历程的回顾,我们看到,无论是军机还是民机,钢 和铝合金的用量都在日渐减少,而高温钛合金和先进复合材料是今后重点发 展的航空材料。
基复合材料 • 复合材料代替铝,可实现20-40%的减重。 • 复合材料的用量及其性能水平已成为飞行器先进性的重要标志之一。 - 1959年,聚丙烯腈(PAN)基碳纤维在日本问世
- 60年代中期生产出碳纤维复合材料
- 70年代初碳纤维增强复合材料被首先应用于军机
L/O/G/O
航空航天材料工程
AEROSPACE MATERIALS ENGINEERING 一、绪论
2012-4-10
• 严佳:jyan@,Tel(O):84706692, 办公室:综合实验一号楼411A
教师介绍
• 史国栋:gdshi@,Tel(O):84706791, 办公室:综合实验一号楼410A • 9-12周:绪论、第1、6-9、13-14章,严佳
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第五阶段:21世纪初~, 复合材料、铝、钛、 钢结构(以复合材料为主)
二十一世纪初起,复合材料开始在飞机 材料中占据主动地位,其结构重量百分比甚 至超过了50%,有人说航空复合材料时代已经 到来。
二、材料的选择
合理的选材,直接影响飞机的战术性能、 设计定型进度、生产可行性、寿命和可靠性 等,也直接导致飞机结构效率的提高、重量 的减轻、推重比的增加、机动性的改善、载 重量的提高以及航程的增大等一系列结果。
但是在现代航空工业技术中,功能材 料用于制造各种传感器、换能器和信息处 理器,已成为航空器制导、测控、电子、 电气、通信、武器火控系统以及生命保障 系统中不可缺少的重要材料,是现代航空 技术先进性的决定因素之一。微电子器件 材料、光电子器件材料、传感器敏感元件 材料、信息材料和智能结构材料等关键功 能材料是发展的重点,将对未来的航空工 业与其他国防工业及国民经济产生极其重 要的作用。
3.1 引言 3.2 高温合金基本性能概述 3.3 常用耐热钢及其热处理
3.4 镍基高温合金
3.5 高温钛合金和金属间化合物
3.6 高温合金在航空航天中的应用
重点:航空高温结构部件的工作特点及对材料的要 求
第四章 先进聚合物基复合材料
4.1 引言
4.2
复合材料增强体材料
4.3 复合材料聚合物基体材料
4.4 聚合物基复合材料制件的基本成型方法
4.5 功能聚合物基复合材料 重点:了解复合材料增强体材料、聚合物基体材 料的种类及特点,了解聚合物基复合材料制件的 基本成型方法,了解一些功能聚合物基复合材料
第五章 先进金属基及无机非金属基复合材料
5.1 引言
5.2 先进金属基复合材料
5.3 先进金属间化合物基复合材料
8.5 空心微球
8.6 超细纤维
第一章 航空材料概述
1.1 航空材料的特殊性
一、几个概念
航空: 地球大气层以内的航行活动。 航空材料: 泛指用于制造航空飞行器的材料。
一架军用飞机包括机体、发动机、机载电子和火力控 制四大部分
一架民用客机包括机体、发动机、机载电子和机舱四 大部分
可以说,航空材料涵盖了当前材料科技
(4) 智能化。采用智能材料和结构,能实现 自诊断、自适应、自修复和寿命预测。 (5) 低成本。包括原材料、制备和加工、检 验、评价以及维修方面的低成本。 (6) 环境相容性。要求低/无污染,有良好的 可回收性。
1.2 航空材料的分类
航空材料有不同的分类方式: 一、按成份可分为四大类:
金属材料:铝合金、镁合金、钛合金、钢、高温合 金、粉末冶金合金等。
F-14的机体结构中有25%的钛合金、15%的钢、36% 的铝合金、还有4%的非金属材料和20%的复合材料。
图1.3 F-14“雄猫”可变后掠翼战斗机
由于采用了可变后掠翼,F-14背部有着结构 复杂的箱形结构——翼盒。翼盒两端容纳可 变翼翼根转轴。此部分是可变翼设计飞机的 重点,也是飞机死重的来源。为了使翼盒重 量尽可轻而又不应影响强度,格鲁曼采用高 强度轻重量的钛合金来制造。
蜂 蜂窝夹层结构
窝
钛合金
以TC4、TB5、TB6、TB8、TA15、TC16等为代表 的结构、高强减轻了结构重量,提高了飞机飞行性 能。
钛合金机翼接头
飞机承力框 异型筒状零件
飞机钛合金接头
四、欧美新一代大型飞机的材料技 术特色
1. 复合材料和钛合金的用量创历史新高
机型 钛合金 复合 材料
B707 0.2
所谓“轻质高强”是指,要求材料的比强度高,即 要求材料不但强度(静强度高、能承受大过载、疲 劳强度高)高而且密度小。航空工业有一句口号叫 做“为每一克减重而奋斗”,反映了减重对于航空 产品的重大经济意义(见表1.1)。而且材料减重 对飞机减重的贡献也越来越大,所以轻质高强是航 空材料必须满足的首要性能要求。
图1.1 飞行者一号 (复制品)
第二阶段:1920-1949,铝、钢结构.
(a)Me 109型战斗机 (德国,1935年)
(b)喷火式战斗机 (英国,1936年)
图1.2
第三阶段:1950 ~ 1969年,铝、钛、钢结构. SR-71“黑鸟”(3倍声速) 第四阶段: 1970 ~ 21世纪初, 铝、钛、钢、 复合材料结构(以铝为主) 如F-14(美国,1970年,图1.3)
பைடு நூலகம்航空材料 概论
参考书目
1 .《材料世界的天之骄子—航空材料》,清华大学 出版社/暨南大学出版社,曹春晓,郝应其 编著
2 .《航空航天材料》,国防工业出版社,李成功,
傅恒志,于翘等 编著 3 .《航空材料学》,哈尔滨工程大学出版社,张耀 良,韩广才 4. 《航空材料学》,上海科学技术出版社,北京航 空材料研究所
无机非金属材料:玻璃、陶瓷等。
高分子材料:透明材料、胶粘剂、橡胶及密封剂、 涂料、工程塑料等。
先进复合材料:聚合物基复合材料、金属基复合材 料、无机非金属基复合材料、碳/碳复合材料等。
二、按使用功能可分为两大类:
结构材料
功能材料
1.3 航空材料的演变
一、飞机结构材料的演变(5个阶段) 第一阶段:1903-1919,木、布结构.
第七章 先进功能材料
7.1 引言
7.5 功能陶瓷与敏
感材料
7.2 微电子材料
7.3 光电子材料
7.6 隐身材料
7.7 智能结构材料
7.4 信息显示、存储与传 输材料
重点:先进功能材料的特点以及在航空领域的应用
第八章 航空新材料
8.1 超塑性合金
8.2 快凝颗粒合金
8.3 非晶态金属
8.4 纳米材料
B727 1
B737 2.2
B747 2.5
B747SP 4 1
B757 6 3
B767 2 3
B777 7 11
B787 15 50
机型 客机 A320 客机 A340 新推出客机 A380 研制中客机 A350
钛合金
复合材料
4.5 6 10 9
5.5 8 22 37
空客民机机体上钛合金和复合材料的用量(%)
新型号的先进飞机价格不断攀升,各航空技术领先 的国家和地区都先后对航空产品提出了“买得起” 的要求。而材料在航空产品的成本和价格构成中占 有相当份额,所以科学地选材和努力发展低成本材 料技术是航空材料发展的重要方向。
二、航空材料性能特点
高的比强度和比刚度
优良的耐高低温性能
耐老化和耐腐蚀 适应空间环境 寿命和安全
二、航空材料的特殊性 航空材料是航空工业主要基础。 航空材料与航空技术的关系极为密切,航空 航天材料在航空产品发展中具有极其重要的 地位和作用:航空材料既是研制生产航空产 品的物质保障,又是推动航空产品更新换代 的技术基础。
1、航空产品特殊的工作环境对航空材料的性 能要求集中表现在“轻质高强、高温耐蚀”。
铝合金材料
橡胶紧箍件铝合金臂板
接头(7055)铝合金
机翼前缘(上)/飞机油泵 安装口框(下)
树脂基复合材料
芳纶铝合金层
各种飞机复合材料结构件
蜂窝材料
是一种用于夹层结构的轻质材料。芳 纶纸(Nomex)蜂窝具有高的比强度和比刚度, 突出的耐腐蚀性和自熄性,优良的耐环境性 和热绝缘性,独特的介电性能和高温稳定性, 优异的工艺性,广泛用于航空航天、船舶、 火车和体育用品。
5.4 先进陶瓷基复合材料
5.5 先进C/C复合材料
重点:掌握先进的金属基复合材料、金属间化合物基复合 材料、陶瓷基复合材料以及C/C复合材料的性能特征以及 它们在航空领域的应用
第六章 高分子材料
6.1 塑料 6.2 合成纤维 6.4 透明材料 6.5 胶黏剂
6.3 橡胶及密封剂
6.6 涂料
重点:掌握塑料、合成纤维、合成橡胶的特性 以及它们在航空领域的应用
“高温耐蚀”的“高温”是指航空材料要能耐受较 高的工作温度。对机身材料,气动力加热效应使表 面温度升高,需要结构材料具有好的高温强度;对
发动机材料,要求涡轮盘和涡轮叶片材料要有好的
高温强度和耐高温腐蚀性能。
“耐蚀”是指航空材料要有优良的抗腐蚀,特别是 抗应力腐蚀、腐蚀疲劳的能力。
当然,除以上性能外,对某些材料还要求有 其他方面的性能,如:非金属材料要具有良 好的耐老化性能和耐气候性能;透明材料要 具有良好的光学性能;电工材料具有良好的 电学性能;以及防火安全性能等等。
最后,飞机的选材还要满足制造经济性要求。设计 师需要保证飞机材料在整个批生产期间内均能符合 成本效率原则。除了与材料重量有关,经济性还受 新合金的选用、材料工艺的特性、压缩材料的品种 和规格、材料选用的继承性等因素影响。
三、机体结构用材料的主要特点
大量采用高比强度和高比模量的轻质、高强、 高模材料,从而提高飞机的结构效率,降低飞机结 构重量系数。其中又以先进复合材料和钛合金用量 的增加,传统铝合金和钢材的用量相应减少的特点 最为突出。先进复合材料和钛合金的用量、材料本 身的性能指标、结构设计水平和零组件加工质量已 成为这些航空产品先进性的主要表现之一。
三、 航空材料的发展方向
(1) 高性能。要求质轻、高强、高模、高韧、抗疲 劳、抗振动、耐高温、耐低温、抗氧化、耐腐蚀。 (2) 高功能、多功能。用于雷达火控和隐身结构的 材料要求有高功能的光、电、热、磁特性;承载和 功能一体化以及多功能化。 (3) 复合化。采用树脂基、金属基(以铝、钛及金 属间化合物)、陶瓷基(SiC 或C 纤维增强的SiC 和Si3N4 基)、C/ C 复合材料。
主要内容
第一章 绪论
1.1 航空材料的特殊性