AGATE计划与美国通用航空复合材料
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面向二十一世纪的美国复合材料产业及先进复合材料技术‘粱志勇段跃新张佐光宋焕成(北京航空航天大学104教研室,北京10[1083)摘要本文根据近两年来美国CFA、SAMPE及复合材料工业界的会议、活动和发展动态,系统分析和总结当前美国复合材料产业和先进复合材*唪科学与技术的发展前沿情况,提出一些我国复合材料产业发展和科学与工程研究的思路和建议。
美麓词复合材料{工艺制造低成葡^1前言树脂基复合材料科学与技术经过近六十年的发展,在美国已形成了一个年产值为200多亿美元,从业人数多达二十万人的新兴产业.并自九十年代中期以来,一直保持着高于美国GPD增长速度的高增长速率。
根据美国商业部及CFA(CompositesFabricationAssociation)近年来发表的统计资料,本文将介绍和分析美国复合材料产业的构成、市场及各种成型工艺技术的应用情况及主要的产业运作模式。
通过分析和研究为适应二十一世纪汽车工业、航空航天工业、基础设施的建设与修复和延寿以及EPA(美国国家环保局)的环保要求,美国复合材料技术研究和产品发展动向和面临的问题,为我国复合材料产业的快速发展提供・些可借鉴的经验“。
2】。
结合美军下世纪初先进战斗机F-22及JSF和空间战斗机的发展需求,美国复合材料界系统提出了二十一世纪初期先进复合材料技术及应用的主要发展方向,并从材料技术、工程应用技术、后勤保障技术及低成本化技术等四个方面明确了先进树脂基复合材料科学与技术发展目标和技术关键。
能同时满足减重、高抗损伤容限、隐身及低成本化四项指标的设计、材料、工艺和工程集成技术及其应用将是本初世纪美国先进复合材料的发展重点,新工艺及新材料的创新与基于rr技术的复合材料工程能力是其技术基础[3-6]。
为更好地规划和进行新世纪我国复合材料技术的研究和应用发展,我们在注重对一些已定关键材料及工艺技术突破的同时,如何通过新材料、新工艺和集成制造技术方面的创新,全面提高我国复合材料的工程化能力和水平,是确保本世纪初我国复合材料研究及应用水平能够接近和达到世界先进水平的关键。
美研发出航空航天级自修复复合材料
佚名
【期刊名称】《玻璃钢/复合材料》
【年(卷),期】2014(0)5
【摘要】美国伊利诺斯大学的研究人员找到了一种自修复昂贵的航空航天用纤维
增强复合材料的方法。
研究人员在纤维增强复合材料如玻璃纤维增强复合材料内部,研制出了一个携带两种不同活性液体的三维毛细微管的系统。
【总页数】1页(P115-115)
【关键词】玻璃纤维增强复合材料;航空航天;自修复;美国伊利诺斯大学;研发;研究
人员;航天用
【正文语种】中文
【中图分类】V258.3
【相关文献】
1.先进复合材料在航空航天领域的研发与应用 [J], 郑江楠
2.珂科玛联合赫氏研发航空航天业热塑性复合材料解决方案 [J], 无;
3.简述先进复合材料在航空航天领域研发与应用 [J], 白吉宾
4.韩国研发环保阻燃碳纤维增强型复合材料可用于航空航天/汽车等 [J],
5.先进复合材料在航空航天领域的研发与应用 [J], 蔡文臻
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美国通用航空的发展现状通用航空在美国经济发展中的地位通用航空经过短暂的发展历史,今天和运输航空一道组成了美国最安全、有效地航空运输系统,维系着航空运输业的总体平衡,编织着美国与世界的桥梁网络。
通用航空是航空运输的基础,在美国,航空服务几乎对每一个人便利、实用,因为运输航空公司和通用航空公司充分发挥各自独立的然而却是和谐的运输作用。
通用航空主要活跃在大都市外,拥有185000架商务、公务和个人飞机的通用航空企业服务遍及美国的18000个航空港,通用航空以机动灵活的特有方式每年运输百万旅客、千万吨货物,送达更快更远的邮件。
其次在美国大都市的800个航空港也有通用航空频繁穿梭的足迹。
据统计,通用航空机群占全美注册民用航空器的96%(约19万架,是我国通用航空飞机架数的500倍左右),这些飞机的累计飞行小时占民用飞行器总小时的80%(大约每年飞行2649万小时,是我国通用航空年均5万余飞行小时的500倍)。
在美国经济建设中通用航空与运输航空共同为美国的GDP做出了20%的贡献。
谈起通用航空发展快速的主要原因,美国人这样说:“事实上我们民族存在的200年成就与空中运输各种不同形式的变革、创新紧紧联系在一起。
首先要归结于20世纪70年代美国的放松管制政策,其次,在通用航空形成国家运输一支生力军之前,许多工厂和供应中心位于大都市和距离大都市近的地方,今天,制造工业集中迁移出了人口稠密地区,到更小的城镇地区,在那里拥有更多的通用航空机场,这促进了通用航空的快速发展。
”美国通用航空飞行主要被划分为8个方面:公务飞行、个人飞行、教育飞行、航空喷洒、航空观察、公共航空运输、空中“的士”和其他飞行。
公务飞行公务飞行主要指用于商务需要的运输目的的飞行或雇佣飞行,不是以取酬为目的。
商务飞行机群约有近4万架,占通用航空适航活动飞机总数的21%,大致统计小时占总量的22%。
美国的通用航空飞行最大的作业项目是公务飞行,公务飞机凭借技术上的先进、良好的机动性、低燃油消耗,以及能够提供更快捷、便利、范围更广的服务,已经形成了美国民众运输中像家庭汽车一样必不可少的工具。
复合材料大事年表一、复合材料的诞生和发展1. 20世纪初,人们开始意识到通过组合不同材料可以创造出具有新性能的材料。
2. 1940年代,第一批纤维增强复合材料问世,标志着复合材料的诞生。
3. 1950年代,随着玻璃纤维增强塑料的广泛应用,复合材料开始被工业界广泛采用。
二、复合材料在航空航天领域的应用1. 1960年,美国NASA开始使用复合材料制造航天器的结构部件,以降低重量、提高强度和刚度。
2. 1969年,阿波罗11号登月任务成功,标志着复合材料在航空航天领域的重要地位。
三、复合材料在汽车工业的应用1. 1980年代,汽车工业开始广泛采用复合材料制造车身和零部件,以减轻重量、提高燃油效率。
2. 1997年,丰田发布世界上第一辆使用碳纤维增强塑料制造的量产车辆,标志着复合材料在汽车工业的突破。
四、复合材料在建筑领域的应用1. 1990年代,随着人们对环境保护和可持续发展的重视,复合材料逐渐被应用于建筑领域。
2. 2008年,中国北京奥运会主体育场“鸟巢”采用了复合材料结构,成为建筑界的标志性作品。
五、复合材料在体育器材中的应用1. 1970年代,复合材料开始被运动器材制造商应用于高尔夫球杆、网球拍等产品。
2. 近年来,复合材料在滑雪板、自行车等体育器材中的应用越来越广泛。
六、复合材料在能源领域的应用1. 21世纪初,随着可再生能源的发展,复合材料在风能和太阳能领域得到了广泛应用。
2. 复合材料的轻量化和高强度特性使其成为风力发电机叶片和太阳能电池板的理想材料。
七、复合材料在医疗领域的应用1. 复合材料在医疗器械和人工器官的制造中发挥着重要作用,如人工心脏瓣膜、人工关节等。
2. 复合材料的生物相容性和可塑性使其成为医疗领域的理想材料。
八、复合材料在电子领域的应用1. 复合材料在电子领域的应用范围广泛,如电子元器件的封装材料、柔性显示屏的基底材料等。
2. 复合材料的导电性和耐高温特性使其成为电子领域的重要材料。
浅谈通用航空发展及在应急救援中的应用陈欣;汪振华;范东涛;过秀成【摘要】@@ 改革开放以来,随着我国国民经济快速稳步增长,通用航空企业无论在数量还是机队规模上都得到了快速发展.我国目前有通用航空企业71家.其中,机队规模在20架以上的5家;10~19架的6家.至2007年底,我国通用航空各类型直升机总数约为120架,2吨以下的小直升机约30架,2~10吨的直升机约55架.这些直升机在2008年的南方抗击冰雪灾害和"5·12"四川大地震抢险救灾中发挥了十分重要的作用.【期刊名称】《交通企业管理》【年(卷),期】2010(025)004【总页数】3页(P71-73)【作者】陈欣;汪振华;范东涛;过秀成【作者单位】东南大学交通学院;东南大学交通学院;东南大学交通学院;东南大学交通学院【正文语种】中文改革开放以来,随着我国国民经济快速稳步增长,通用航空企业无论在数量还是机队规模上都得到了快速发展。
我国目前有通用航空企业71家。
其中,机队规模在20架以上的5家;10~19架的6家。
至2007年底,我国通用航空各类型直升机总数约为120架,2吨以下的小直升机约30架,2~10吨的直升机约55架。
这些直升机在2008年的南方抗击冰雪灾害和“5·12”四川大地震抢险救灾中发挥了十分重要的作用。
与此同时,也暴露出了运力不足、飞行配套设施不足等问题,特别是以直升机为主的通用航空救援飞行,已经成为进行大规模抗灾应急救援的瓶颈。
加快整合通用航空资源,大力发展以民用直升机为代表的通用航空业,进一步健全国家应急救援体系,已成为当务之急。
笔者通过介绍国内外通用航空发展情况,结合通用航空在大震灾和大雪灾中的应用情况,对我国通用航空发展及前景进行初步探讨。
一、通用航空定义2003年5月1日中国民用航空总局开始实施的《通用航空飞行管理条例》规定:通用航空是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行以外的航空活动,包括从事工业、农业、林业、渔业、矿业、建筑业的作业飞行和医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学试验、遥感测绘、教育训练、文化体育、旅游观光等方面的飞行活动。
复合材料在航空领域中的应用现代航空产业不断发展,需要越来越复杂、耐用和轻量化的材料,以满足飞机的性能要求。
复合材料通过其独特的性质和结构,已经成为了航空领域中的重要材料之一。
一、复合材料的概念和特点复合材料是由两种或两种以上的材料组成的材料,通过机械、化学或物理方法加固在一起。
其特点是具有较高强度、较低密度、优秀的耐腐蚀性和阻燃性能。
因此,它们被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、医疗、船舶和体育器材等领域。
二、复合材料在航空领域中的应用复合材料在航空领域中的应用十分广泛,早在上世纪50年代,美国就开始使用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制造飞机的外壳。
近年来,由于碳纤维增强塑料(CFRP)的应用,飞机的重量和燃油消耗得到了很大的降低,同时复合材料可以大幅减少飞机金属疲劳和腐蚀等问题。
航空公司采用复合材料的另一个原因是,复合材料在经济上更加高效。
例如,使用含有复合材料的飞机可以降低燃油消耗和维护成本,从而提高航空公司的经济效益。
因此,航空商业公司和制造商都在积极探索新的复合材料应用。
三、复合材料的具体应用案例1.空客A380飞机空客A380是世界上最大的客机,并被认为是现代航空工业的杰作,它拥有优越的性能和舒适性,其中很大的功劳归于复合材料的应用。
A380飞机的结构中,约25%是由CFRP制成的,这些材料主要用于尾翼和翼面等部位。
2. 波音787梦想飞机波音787梦想飞机是一款极具创新性和前瞻性的飞机,它的每个组成部分都考虑了使用复合材料。
飞机的整体结构中,约50%的材料是由CFRP制成的,而且还使用了氧化铝陶瓷基复合材料(CMC)制成的发动机叶片。
3. 波音777X飞机波音777X飞机是目前最受欢迎的远程大型客机之一,它也大量运用了最新的复合材料技术。
飞机的机身、机翼和尾翼等部位,均采用了波音开发的先进的复合材料。
4. 中国自主设计的C919客机中国自主设计的C919客机是目前中国蓬勃发展的航空产业的代表作,它是一款150-200座位的单通道干线客机。
新型直升机复合材料的未来发展摘要:复合材料在直升机上的用法和应用部位已成为评估飞机是否先进的主要指标之一。
随着化学技术的不断发展,复合材料在直升机上得到了进一步的应用。
关键词:复合材料新型直升机随着新材料的不断应用,飞机设计及其性能也得到提高,先进的复合材料具有重量轻、强度高、可设计性高、抗疲劳、结构易于实现的优点。
先进的复合材料已近成为飞机的重要结构材料之一,复合材料的用量已成为飞机先进性的重要标志。
现代直升机通常以西科斯基直升机在1939年9月14日首飞为发展标志,现在已经研发有70余年。
从20世纪60年代开始,复合材料部件开始应用于直升机。
复合材料零件具有结构简单、重量轻、无需润滑、使用维护方便、可靠性能高等优点,直升机在重量效率(有效载荷/起始重量)有了突破性的进展。
一复合材料的应用在上世纪60年代,复合材料在直升机上的应用取得了突破性进展。
纤维增强复合材料直升机的研制成功,如德意志联邦共和国的BO-105、法国Gazelle航空公司的SA341、俄罗斯Kamov公司的ka-26等,证明了这种复合材料的巨大价值。
例如,这种材料有独特的优点。
优异的疲劳强度,多冲程载荷,裂纹扩展慢,成本低和简便易操作的模压成形工艺,这在旋翼上得到了充分的发挥。
和纤维符合材料低的层间移动立和性能对环境因素的敏感等并没有产生不利影响。
金属材料叶片的使用寿命一般小于2000小时,而复合材料叶片的使用寿命可达6000小时以上,甚至可以达到无限寿命,并能够实现“视情维修”。
这不仅更好的提高了直升机的安全性,而且显著降低了桨叶在整个寿命周期内的使用成本。
带来了显著的经济效益。
简单易用的复合材料能有效地改善和优化转子的气动外形和动力学特性。
自20世纪70年代以来,许多新型翼状直升机出现在高性能飞机的研究中。
新型翼的特点是,从对称翼变为全弯曲、非对称翼,最大升力系数和临界马赫数大大增加,阻力牵引系数减小,动量系数变化不大。
美国国防预研计划局支付得起的树脂基复合材料计划进展述评张和善
【期刊名称】《航空科学技术》
【年(卷),期】1998(000)006
【摘要】本文介绍了美国国防预研计划局(DARPA)支付得起的树脂基复合材料计划的目标,评术领域蝗项目进展状况和各项目技术成熟水平。
【总页数】4页(P41-44)
【作者】张和善
【作者单位】中国航空信息中心
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
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复合材料共享数据库作者:沈真史有好李国明来源:《新材料产业》 2012年第2期文/沈真史有好李国明江苏恒神纤维材料有限公司一、复合材料许用值及其数据库现状飞机结构强度设计过程中,无论是结构内力分析还是强度校核,均需有关材料的力学性能。
对金属结构设计人员强调的是:必须采用符合经批准材料标准的材料,依据足够的材料试验数据,在试验统计的基础上,采用具有规定概率的性能数据进行设计,使因材料偏差而引起结构破坏的概率最小。
在民机适航规章(例如CCAR25部)中并没有出现许用值的概念,虽然在25.613条款中使用了设计值的术语,但也只是将其作为约定俗成的概念,没有专门给出定义。
在工程中,人们也经常把设计值称为设计许用值,但不管使用哪个术语,都不会产生误解。
由于金属的材料性能在形成时已确定,因此金属的材料标准和设计值可直接从材料手册中获得。
由于复合材料的可设计性、环境条件和初始缺陷/损伤对结构静强度性能有重大影响,使得复合材料的材料性能表征极为复杂。
复合材料许用值通常包含材料许用值(即传统的单层级材料许用值)和设计许用值(即与结构设计有关的许用值)2部分,特别是后者涉及多种典型铺层和多种结构特性(如开孔、充填孔、挤压、冲击后压缩强度等),虽然美国国防部下属的协调委员会(M I L -HDBK-17)通过研究进行了标准化,但建立复合材料许用值数据库的工作仍极为耗时费钱,在复合材料结构设计验证的积木式试验中构成了庞大的基座(图1)。
复合材料的另一特点是材料与结构同时形成,其性能与制造商的工艺密切相关,而制造商的工艺属于专利,外人不能共享,因此,长期以来只有像波音和空客这样的大公司有能力建立公司级的材料标准和复合材料许用值数据库,且属于公司的专利。
国内基本上也处于这种状态,即只有飞机结构设计研究所有各自的材料标准和许用值数据库。
对同一种材料体系而言,不同的飞机设计研究所都有各自的材料标准和数据库;对供应商而言,同一种材料体系要按不同用户的材料标准供货。
2023年航空复合材料行业市场规模分析航空复合材料市场是航空工业中的新兴市场,其前途光明,不断扩大。
随着全球航空业的不断发展,航空复合材料行业市场规模也在逐年增长。
本文将从市场规模、发展趋势、应用领域和主要厂商四方面来分析航空复合材料行业市场现状。
市场规模目前,全球航空复合材料市场规模已经达到数百亿美元。
根据MarketsandMarkets的数据显示,预计到2021年,全球航空复合材料市场规模将达到40亿美元,年复合增长率达到8.95%。
预计到2022年,北美地区将占据航空复合材料市场的主导地位,占全球市场份额的34.1%。
亚太地区的市场份额将得到加强,预计将占据全球市场份额的30.5%。
欧洲市场份额将占据全球市场份额的27.1%。
发展趋势航空复合材料市场的发展主要受以下几个方面的影响:1. 节能环保:航空工业对于燃料效率和环保标准的要求日益提高,复合材料正越来越被广泛使用。
燃料效率的提高也将推动更多的航空公司采用复合材料。
2. 新材料技术的发展:新的航空复合材料技术的发展将推动航空复合材料市场的增长。
新技术通常包含更轻,更坚韧和更容易处理的复合材料。
3. 机场扩建和翻新:航空复合材料的需求将随着机场的扩建和翻新的需求而增加,航空运输需求的增加也将推动航空复合材料市场的增长。
4. 亚太市场的增长:亚太市场的增长将推动航空复合材料市场的增长。
航空业在亚洲经济增长和旅游业的蓬勃发展中发挥着至关重要的作用,因此亚太地区将成为重要的航空复合材料市场。
应用领域目前,航空复合材料在商业飞机、军用飞机、直升机、导弹等多个领域得到了广泛的应用。
在商业飞机、军用飞机和直升机领域,由于复合材料具有轻量化、高强度、高温耐热和抗胀性的优势,因此大量地应用于飞机机翼、机身、尾翼、齿轮箱和发动机等重要部位。
在导弹领域,由于复合材料可以提供更高的速度和更好的隐身效果,因此被广泛地应用于导弹的机体设计和导引系统。
主要厂商目前,全球航空复合材料市场的主要厂商包括美国Hexcel公司、德国Solvay公司、日本Toray Industries公司、美国Cytec Industries公司、美国Gurit公司、法国Arkema公司等。
航空复合材料行业发展规划
一、行业概况
航空复合材料的应用日益广泛,在改善航空安全、提高航空性能、降低成本、环境友好型等方面具有重要意义,是当前航空制造商和维修性能的重要研究课题。
复合材料在航空界的应用,解决了机体重量的问题,也提高了机体的稳定性,能更大程度的减少机体的耗油量,使飞机变得更节能环保,更安全稳定,更耐用,也更加具有美观性。
航空复合材料行业发展历史可以追溯到上世纪70年代末,当时的航空复合材料只能用于部件补强,而不能用于整个机体结构的支撑,直到上世纪90年代,由于技术的进步,航空复合材料之间的连接性能也有了很大的改变,使得航空复合材料应用范围大大扩展,可以用于机体重要结构支撑。
随着技术的不断进步,复合材料的应用范围也在日益扩大。
如今,航空复合材料不仅可用于机体结构,而且可以用于其他航空设备,如发动机结构、空中交通管制设备、武器系统等,以达到更高的可靠性、更低的成本和更低的环境影响。
美国先进复合材料货运飞机研究进展
刘代军;陈亚莉
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2010(000)017
【摘要】@@ 美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory,AFRL)和洛克希德·马丁公司的"臭鼬"工厂(Skunk Works)于2009年6月2日一起成功完成了先进复合材料货运飞机(Advanced Composites Cargo Aircraft,ACCA)的首次验证飞行.此次成功首飞标志着ACCA项目第二阶段的结束,是ACCA研制过程中的一个重要里程碑,也标志着该项目的研制进入了一个新阶段.
【总页数】4页(P68-71)
【作者】刘代军;陈亚莉
【作者单位】中国航空工业发展研究中心
【正文语种】中文
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全球航空复合材料增速惊人
佚名
【期刊名称】《工程塑料应用》
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【摘要】美国著名的增长咨询公司弗若斯特沙利文公司日前发表了全球航空聚合物及复合材料行业的研究报告,报告认为随着全球航空业的发展,聚合物及复合材料市场将有望在2014年前仍保持两位数的增长。
【总页数】1页(P40-40)
【关键词】航空复合材料;材料行业;咨询公司;材料市场;聚合物;航空业;两位数【正文语种】中文
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航天飞机复合材料
梅川荘吉
【期刊名称】《纤维复合材料》
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【摘要】在航天飞机上,使用很多复合材料。
其理由就是刚性大和轻量性。
最近的高级材料有很多高强的材料。
若用这种材料,断面积小,变薄后。
不仅瘪,而且受到压缩和扭转力就弯曲了。
防止的大致标准就是刚性。
在航天飞机上,很重的3个发动机在后尾安装,人们尽量想把
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【年(卷),期】2006(000)006
【摘要】美国“通用轨道修正航天器”计划是近期美国推出的一项有关空间目标捕获跟踪与交会对接技术的演示计划。
本文描述了该计划的任务目的和组织情况。
并对航天器的组成与关键技术进行了综述。
阐述了其演示与运地概念,并分析了其潜在的军事应用能力。
【总页数】3页(P10-12)
【作者】谭剑锋;顾升高
【作者单位】总参第54研究所;中国航天工程咨询中心
【正文语种】中文
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