介绍了研制的3种改性环氧树脂基/碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维先进复合材料的性能,用于代替传统的金属材料制造国产多用途直升机上的主要承力结构部件。
在直升机结构中使用先进复合材料有2个主要原因,首先,纤维和树脂基体技术的发展使结构部件变得更轻、更耐用,也更容易制造出外形复杂、特别是大型整体结构部件,从而减少了大量的零部件连接和装配工作,降低了过程成本。其次,先进复合材料的性能可设计性(即各组成部分表现出多种特性)使得设计人员在用其构成满足结构使用要求的设计上有更大的选择范围。例如,根据机体结构的载荷分布、环境条件及使用要求选择不同的基体和增强体材料及各自的比例,评价复合后的物理性能和力学性能,选择与增强体材料相适应的铺层方向、次序和层数以满足构件的强度、刚度要求。
与金属材料相比,直升机采用先进复合材料还能达到减重、抗疲劳、防腐蚀和易修补损伤等目的,特别是在功能化设计处理后,还可以提高防雷达探测能力和抗坠毁能力。与定翼机相比,旋翼直升机的飞行速度相对较慢,除了发动机部位阻燃、隔热的要求较高之外,一般来说,改性环氧树脂基复合材料的耐热等级即可以满足大部分使用要求。从抗撞损性能角度考虑,在重量等同情况下,设计机体结构时优先选用复合材料代替金属材料,因为用碳纤维复合材料制备的波纹梁地板构件已经能够吸收机身撞击时产生的大部分能量。用芳纶纤维
复合材料制备的飞行员坐椅结合撞损能量吸收系统兼备了减重、减震以及复合陶瓷板防弹的功能。
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