航空航天材料发展的探讨

1、航空航天材料发展的探讨艾乐天雅礼中学410007摘要：良好的航空航天材料可以促使我国航天航空事业迅猛发展，也是航空航天 事业取得巨大成就的基础，对航空航天技术的创新与研究起到强有力的支持，满 足当前时代的需求。与此同时，航空航天技术的发展需求，又促进航空航天材料 的更新与发展，基于此，作者结合自身经验，对航空航天材料发展进行详细的分 析研究，以供参考。关键词：航空航天；材料；发展引言：随着时代不断发展，我国航空航天领域取得巨大的突破，其技术水平已经 处于世界前列。进入到二十一世纪，航空航天的未来发展前景广阔，促使航空航 天高水平活动越加频繁，对于人类的发展起到深远的影响。航空航天事业的发展 与

2、其材料的发展是分不开的，其材料的发展是航空航天技术实现突破的前提基 础。一、航空航天结构材料分析（一）铝合金铝合金一直被广泛应用在航空航天器材中，利用自身的易加工、轻质、耐腐 蚀以及强度良好等特点，成为理想的结构材料。尤其是在二十世纪八十年代以来， 人们对于航空航天材料的各种性能提出更高的要求，例如，耐腐蚀性、耐久性、 耐疲劳性以及韧性等，以满足当前时代的需求。现阶段，铝合金的应用方向逐渐 转向开发低内应力的厚板材料，利用先进的施工工艺，实现整体构件的成型，广 泛采用大型整体壁板，从根本上提升其结构效率，并降低零件的总数量，减少成 本的支出，满足当前时代的需求。（二）钛合金钛合金在二十世纪五十

3、年代被首次应用在航空航天事业中，美国将其应用在 轰炸机的非承力构件中，例如，导风罩、隔热板以及机尾罩等部分。六十年代， 钛合金应用范围逐渐扩大，尤其是在军用飞机中，最大可占据飞机整体结构重量 的四分之一，并由原本的非承力部件逐渐转变为承力部件，从原本的机尾部位转 移至机身部位，替代原本的钢制框架。七十年代，民用飞机也逐渐使用钛合金， 并且数量逐渐增多，例如，波音系列的B747客机，钛合金的总重量高达3600 千克以上，又比如，美国的SR-71高空侦察机，总钛合金量占据总重量的90% 以上，被称为“全钛合金”飞机。在七十年代的航空发动机中，钛合金主要被应 用于制造与压气机相关的部件，例如，压气机

4、的叶片、轴承、压气机机匣以及风 扇等，其总结构重量最大可占30%。实际上，当航空发动机的结构总重量从原 本的4-6变为8-10后，压气机的出口温度也随之改变，从原本的200C-300C 变为500C-600C，因此，应改变传统的铝合金材料，改为钛合金，从根本上降 低其结构重量，提升部件的耐温性，满足实际的需求。同时，钛合金具有较高的 强度，被广泛应用在燃料箱、压力容器、绑带、构架等部分，甚至部分人造卫星、 在人飞船等部分也采用了钛合金进行制造1二、航空航天功能材料分析（一）航空功能材料航空功能材料主要包含光电子材料、透波材料、红外敏感材料、压电敏感元 件材料以及激光晶体等。在二十世纪九十年代，

5、利用先进的吸波材料，进行隐身 设计，实现了隐身技术，促使飞机的突防能力得到提升。实际上，其材料包括两 种:第一种，吸波隐身复合材料，该材料是当前最具有代表性的材料之一，集功 能与结构于一身的新型复合材料，具有整体化、结构特殊等特点，在制造过程中 应用较多的先进技术，以满足当前时代的需求。第二种，透波复合材料，该材料 以透电磁波的低介电材料与基体复合形成，集功能与结构于一体，具有良好的综 合性功能特点，例如，具有良好的耐热性、介电性、环境适应性以及高强度，被 广泛应用在飞机制造、卫星、导弹以及雷达设计中。实际上，想要实现飞机隐身， 主要有两种方式，一种是材料的选择，另一种是通过对外形结构的设计，

6、进而达 到人们的实际需求。（二）航天功能材料航天功能材料主要来说分为两种，一种是防热耐烧蚀复合材料，在航天器工 作过程中，需要以高超的声速进行进行运转，受气动影响，其表面温度可高达 4000-8000C，因此，必须采取有效的防护措施，保证其可以承受高温影响。另 一种是梯度功能复合材料，在航天器飞行过程中，其发动机燃烧室内壁温度可高 达2100C，为保证其航天器正常运转，应选择符合可承受其温度的符合材料，满足实际的需求2三、航空航天材料未来的发展方向与趋势现阶段，随着时代不断发展，航天航空技术逐渐突破，为保证航天器的质量 符合要求，应保证航空航天材料具有良好的性能，具体来说，应包含高性能、良 好的特殊功能、智能化、复合化、整体化以及成本化，以促使我国航空航天事业 稳定发展。结论：综上所述，在当前的时代背景下，航空航天材料应改变传统的单一高性能 发展，转变为综合性能发展，保证价格具有经济性，将综合性能化作为发展的重 要方向，同时注重成本因素，尤其是针对碳纤维复合材料而言，其制造成本占据 比例较大，应加大重视力度，不断创新研究，从根本上促使我国航空航天事业发 展。参考文献