CSHK0113A04Q031飞机上各部件材料的选择

项目八：飞机上各部件所用材料的选择主讲教师：邓岚123机身机翼用材料的选择起落架用材料的选择航空发动机用材料的选择123机身机翼用材料的选择起落架用材料的选择航空发动机用材料的选择你知道飞机上所用的材料有哪些么？机身机翼的蒙皮用什么材料好？飞机上所用的材料主要有：金属材料和复合材料及高分子材料金属材料有：合金钢、铝合金、钛合金、镁合金等。一、机身上所用材料选择铝合金、钛合金、复合材料1、机身蒙皮用的材料选择（1）工作条件及性能要求：蒙皮的作用是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。（2）材料选择：LY12、LC4、

铝锂合金、GLARE板GLARE板A380的GLARE和铝合金壁板应用分布情况2、桁条和桁梁的材料选择（1）工件状况：桁条为机身结构的纵向部件，主要承受机身弯曲时产生的轴力和对蒙皮起支持作用，还有就是保证外部蒙皮的稳定性。（2）材料选择：超硬铝和复合材料3、机身隔框用材料选择（1）性能要求：形成和保持机身的外形、提高蒙皮的稳定性以及承受局部空气动力；加强隔框除了有上述作用外，主要是承受和传递某些大部件（如机翼、起落架和发动机等）传来的集中载荷。（2）材料选择：硬铝、超硬铝、

锻铝二、机翼用材料

机翼是飞机的重要部件，其主要功用是产生升力，并使飞机获得横向稳定性和操作性，还可用于安装起落架、发动机和储存燃油等。

机翼的基本受力构件包括纵向（沿翼展方向）骨架、横向（沿气流方向或垂直于翼梁方向）骨架、蒙皮和接头等，如下图为典型的机翼结构图。1、机翼蒙皮的材料选择铝合金制造的机翼（1）工作条件：机翼蒙皮主要功用是承受局部气动载荷，形成和维持机翼的气动外形，同时参与承受机翼的剪力、弯矩和扭矩。（2）材料选择：硬铝和超硬铝2、纵向骨架的材料选择1）工作状况：翼梁是最强有力的纵向构件，它承受大部分弯矩和剪力，在机翼根部与机身用固定连接接头连接。2）材料选择：铝合金、高强度合金钢、碳纤维复合材料3、横向骨架的材料选择横向骨架有普通翼肋和加强翼肋，如图所示，用来支撑蒙皮，维持机翼的剖面形状。1）普通翼肋的功用是构成并保持机翼的截面形状，把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传给翼梁腹板，以及支持蒙皮、桁条和翼梁腹板，提高它们的稳定性。2）材料：超硬铝、复合材料3）加强翼肋除具有普通翼肋的功用外，还要承受和传递较大的集中载荷，在开口边缘处还要把扭矩集中起来传给翼梁，因此，一般也采用超硬铝合金。123机身机翼用材料的选择起落架用材料的选择航空发动机用材料的选择起落架用的材料1、工作状况：起落架是飞机的一个主要承受力的部件，工作性能的好坏，直接影响着飞机的起、降性能和安全。飞机起落架对材料的要求不仅有较高的抗拉强度，还要求具有足够的冲击韧性和抗疲劳性能，以承受飞机起飞、着陆、滑行及停放时给飞机的反作用载荷，承受飞机着陆及在不平地面上运动时的撞击。2、材料：超高强度钢1、起落架结构的材料选择1）工作状况：飞机在着陆时主起落架要在一瞬间承受几百千牛乃至几兆牛（几十吨力至几百吨力）的撞击力，因此必须采用冲击韧性好的超高强度结构钢。2）材料：300M、TB6、碳纤维复合材料2、机轮的材料选择1）作用：机轮主要由轮毂和轮胎装配而成，其主要作用是在地面支持飞机的重量，减少飞机在地面运动时的阻力，吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击能量。2）材料选择：轮毂采用镁合金

航空轮胎要忍受起降时可高至百度以上的高温，和高空中低至零下数十度的低温，同时，航空轮胎的胎压也明显较高，一般是汽车内压的1.6倍，所以，为了承受这些变化，航空轮胎就需要有很强的抗冲击强度、耐热能力和很低生热性。

机轮上装有刹车装置，可用来缩短飞机着陆的滑跑距离，并使飞机在地面具有良好的机动性。在波音747-400上主轮采用碳刹车片代替钢刹车片，可以获得显著减重以及大幅度提高刹车盘性能和使用寿命的效果。123机身机翼用材料的选择起落架用材料的选择航空发动机用材料的选择航空发动机上用的主要材料1、

压气机的材料选择1）作用：提高进入发动机燃烧室的空气压力，它是利用高速旋转的叶片对空气做功的。2）材料选择：钛合金、复合材料2、燃烧室的材料选择1）作用：

燃烧室是燃料与从压气机出来的高压空气混合燃烧的地方。燃料（航空煤油）燃烧后，燃料的化学能转变为内能，气体温度和压力升高。高温、高压的气体冲向涡轮，驱动涡轮旋转而发出功率。燃烧室内产生的燃气温度在1500-2000℃之间，其余的压缩空气在燃烧室周围流动，穿过室壁的槽孔使室壁保持冷却。2）材料选择：高温合金、复合材料3、涡轮的材料选择1）涡轮盘是航空发动机最重要的热端部件之一。每次飞行中，它承受高速旋转的离心力和气动力所引起的应力以及涡轮盘中心和轮缘温差引起的热应力的叠加作用。涡轮盘常见的故障是榫齿裂纹、槽底裂纹、封严齿裂纹等，因此，涡轮盘要求有足够的屈服强度、极限强度和高的塑性、适当的蠕变强度、持久强度和伸长率，以及较高的热疲劳性能。2）材料选择：变形高温合金GH2036、GH4169等3）涡轮叶片