sls在航空航天的应用

sls在航空航天的应用（共16篇）

sls在航空航天的应用 篇1

陈美龄

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纳米材料在航空航天领域的应用

学 院：姓 名：学 号：班 级：

——《纳米材料科学与技术前沿》论文

材料科学与工程学院 陈美龄 41136025 纳米11班 2014.7.30 纳米11

陈美龄

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一、摘要：

随着我国社会经济的快速发展，科技技术更新速度日益加快。纳米材料早已渗透到我们人类生活的方方面面，在我们的日常生活中发挥着不可替代的作用。

目前，纳米材料材料研究领域，已经由原来如何方便人类生活、如何开发新型材料，逐步向减少环境负担、材料可循环利用、低能高效的方向发展。同时，随着航天事业的发展，纳米材料材料同样发挥着不可替代的作用。在未来的研究方面，将会是向低碳环保和科技技术方面发展。

本文主要介绍在航天领域方面的热门两种纳米材料。

二、无机抗菌纳米材料

（1）简介

细菌、霉菌、酵竹苗、凛类等_仃害微牛物小仅对人类生活作业境造成污染，而且时人体健康和生命造成严币损害。即使在远离地球的找人航天E行器舱内环境中同样不能丰免。美国载人航无器E行史中，因细菌感染而导致乘员患感冒、尿路感染、皮炎、I I牌，溃疡的病例就打多起。如阿波罗7、8 q曾发生呼吸道感染，9、1I、12、14发生中耳炎，其他E行任务中也牲牛过皮疹等皮肤感染性疾病，P号宅川站乘员留轨期问也有因细菌感染患疵，从而不得不提返航的病例。纳米11

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（2）机抗菌纳米材料材料简介

无机抗菌纳米材料材料就是含有无机抗菌成分并具有抗菌抑菌功能的纳米材料材料。无机抗菌剂是一种新的、含有银、锌、铜等金属离子成分和无机载体的接触型抗菌制剂，其所含金属离子具有超强抗菌能力。

当细菌、霉菌等微生物接触到载体中游离态金属离子后，带正电荷的金属离子与带负电荷的微生物因库仑引力相互吸附，并在微生物表面聚积，在金属离子之正电荷达一定量时，就会有效击穿细菌细胞壁，接触细胞内部蛋白质和核酸，产生化学反应，使蛋白质变性，从而降低蛋白酶活性。蛋白质失活就会影响细胞的代谢和呼吸功能，使其无法进行分裂繁殖，直到死亡，从而达到灭菌、抑菌目的。

（3）分子材料航天应用现状

目前我国己试制和生产出硅、钙、钾三大系列七大类多种抗菌剂，而且还为各种制剂选配了合适载体，较好的解决了部分抗菌纳米材料制品的生产工艺技术难题。如抗菌尼龙丝、聚乙烯板，药品包装材料、食品包装膜、聚丙编织丝料、无纺布、ABS、PS、聚酯泡沫塑料、涂料、空气清新剂等多种抗菌制品，经过进一步严格筛试，均可应用于载人航天技术领域。

为给乘员创建安全可靠工作条件和舒适方便的生活环境，纳米材 纳米11

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料聚合材料越来越多的运用于载人航天舱内设备。航天服就用到多种经特殊处理的保温耐压纳米材料材料。又如头盔及其面窗材料，通信用麦克和耳机材料，飞行程序控制用计算机壳体、操作键盘，各种连接导线和电缆，多种非金属餐饮、复水器具，食品、饮料及药品包装材料，废物和大小便收集存贮装置，尿液及航天废水再生处理用过滤、透析膜材料,吸水材料，保温材料，各种通用工具及设备的操作把手，各种通风排气复合软管材料，减震保温用发泡材料，有时电热设备的绝缘隔热层也不得不用纳米材料材料制成。纳米材料材料为人类创建生活和工作便利的同时，同样也会遭受有害菌侵蚀，不仅损害材料外观，而且严重损害到材料质量，甚至通过交叉传播殃及人体健康。据调查，105 f-1电话中46％的机子上有大肠杆菌，仅在塑料听筒、话筒上就有480余种细菌和2400种病毒。有害微生物的繁衍速度很快，在适宜条件下，一个大肠杆菌经9个小时可达1亿个之多。

三、聚磷腈在航空航天中的应用

（1）简介

在现代材料科学与技术发展历程中，航空航天材料一直扮演着先导性角色，材料进步不仅推动了航空航天业本身的发展，也带动了地面交通工具进步，航空航天材料反映了材料发展的前沿，代表一个国家材料的最高水平。航空航天材料主要要求是抗疲劳、耐高温、耐腐蚀、长寿命等。纳米11

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（2）聚磷腈材料在航空航天领域中的应用

1、在织物阻燃中

航空航天领域织物包括降落伞和宇航服装，要求材料具有高的阻燃和耐热性能，以满足特殊条件下的使用。

刘霞等人通过热重分析(TGA)、差热分析(DTA)，红外光谱(IR)等详细研究了TAP对织物阻燃性能的影响。当添加质量分数为l7％ 时，成率(燃烧分解后剩余质量占原来质量的分数)为39％，氧指数为47。5，手感好，强度损失小，水平点燃有自熄性。国外有人对TAP(日本曹达公司产品)的水合物和盐酸盐进行研究。经TAP化合物阻燃整理的棉纤维性能见表1。

由表1可知，经TAP化合物整理后，棉缎具有高的耐洗性和耐久性，阻燃效果明显，基于增质量率和不同条件下的极限氧指数(iO0最高达到39。TAP化合物与防火整理剂(丙烷一派罗伐特克斯，cp)进一步经热分析对比，发现CP在受热过程中发生放热分解。TAP化合物在受热过程中，由于放出HCI和NH 而发生吸热，且TAP在纤维素中发生缩聚反应(如图3所示)，在酸催化作用下，脱除NH，而发生缩聚，生成不溶于水的聚合物，从而赋予纤维以持久的阻燃性。用TAP化合物进行阻燃整理有如下优点：赋予棉纤维以持久阻燃性；不会游离出甲醛；经整理的布手感柔软，强度保持率(经向)高达90％；不变色；由于不含卤素，燃烧时不会产生卤素气体和卤化氢气体。此 外，TAP对人造纤维、棉针织物、丝绸有防缩整理效果。纳米11

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2、在阻燃泡沫橡胶中

美联邦航空局的Richard等人对高效阻燃聚磷腈泡沫材料进行了测试。聚磷腈材料与其他材料相Ii试数据见表2.前者的热性能显示了非常大的优势，EYPEL—A热释放能力比航空用Pu橡胶降低了66．4％，膨胀石墨改性聚磷腈橡胶的 更是降低了80．7％。从反应材料阻燃性的成炭率可看出：EYPEL—A比航空用Pu橡胶的成炭率提高9倍，膨胀石墨改性聚磷腈橡胶更是提高了近20倍。另外聚磷腈材料的燃烧性能更为优越(表3)，与Pu相比，燃烧时聚磷腈材料最大热释放速率降低70％，平均有效燃烧热量降低37．5％，显著降低燃烧释放出的热量，减少燃烧造成的损失，石墨改性的聚磷腈性能则更优。6 纳米11

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3、在胶黏剂中

聚磷腈胶黏剂[1 具有突出的耐热性能，300度以上有较好的耐热性和黏结一IIii(对金属粘接剪切强度为200MPa以上)，并且其抗冲击韧性比无机盐胶黏剂好得多。聚磷腈胶黏剂主要用于高温作业下如火箭、导弹、飞机等有关耐高温部件的金属、陶瓷和玻璃钢等工件的粘接。典型的聚磷腈胶黏剂合成见图4。纳米11

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四、结语

纳米材料也叫做聚合物材料，通常是指由千万个小分子有化学键连接而成的大分子聚合物。我们生活中应用的纳米材料材料就是指合成材料、合成橡胶、合成纤维等合成纳米材料材料。然而20世纪60年代，纳米材料工业已基本完善，解决了人们的衣着、日用品、和工业材料等需求。因此，在未来的纳米材料航空航天应用领域，纳米材料材料功能化、纳米纳米材料材料复合技术以及可降解生物纳米材料材料研发将是三个重要的研究领域。

五、参考文献

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自英国工业革命以来, 随着生产力的发展, 机械已经慢慢取代人力劳动。工业机器人的出现, 实现了生产的自动化, 提高生产效率, 减少了工伤事故的发生。近年来, 随着机电一体化设备的不断发展, 工业机器人因具有一致性和可靠性好, 精确度高等特点被广泛应用在机械、汽车、化工以及航空航天制造领域。

目前, 航空航天领域制造仍是劳动密集型, 且它对产品的工艺和精度要求也较严格, 生产能力也不足。为此, 航空航天领域制造企业通过工业机器人来实现自动化生产, 企业生产模式转型升级和装备先进制造能力提升具有重要意义。

2 工业机器人定义

工业机器人是一种自动的、位置可控的、具备编程能力的多功能操作机, 它一般具有几个关节轴, 能够借助可编程操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置, 以执行各种任务。工业机器人由机械系统、驱动系统和控制系统单个基本部分组成。机械系统即执行机构, 包括基座、臂部和腕部, 一般有3至6个运动自由度。驱动系统是驱动机械的驱动装置, 使执行机构产生相应的动作。控制系统根据机器人作业的指令程序及从传感器反馈回来的信号, 控制机器人执行机构, 使其完成规定的运动和功能。

3 工业机器人在航空航天领域的应用

目前, 工业机器人的已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业, 机械加工行业, 食品行业、木材与家具等多个行业, 近年来, 在航空航天领域工业机器人也广泛使用, 主要是用于机械加工制造, 通过它可以完成航空航天产品的焊接、喷涂、热处理、装配等作业。由于航空航天产品的生产和制造具有结构复杂、尺寸大、性能指标精度高、环境洁净度高、载荷重等特点, 因此, 对工业机器人的结构、性能、动作流程和可靠性等都提出了更高的要求。

(1) 喷涂, 它是一种用专用设备把某种固体材料熔化并加速喷射到机件表面上形成一特制薄膜层, 以提高几件耐蚀、耐磨、耐高温等性能的表面技术。飞机表面的涂层质量对飞机至关重要, 主要是体现在涂层厚度、表面粗糙度、厚度公差、气孔率对于人工喷涂较困难。而采用机器人技术则可以较好解决这些问题。工业机器人喷涂可以解决涂覆的一致性, 用同一设备即可完成整个工件, 避免了人工多个区域操作的差别, 另外它可以有效地消除了涂覆后的再打磨和涂层中的气孔, 涂层表面公差更均匀, 减少了材料的浪费, 降低了处理废料的成本, 保护了操作者免受喷涂材料粉尘的污染。

(2) 焊接, 它是通过加热或加压, 或两者并用, 并且用或不用填充材料, 使连接件达到原子结合的加工方法。焊接机器人是从事焊接的工业机器人, 它是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机, 具有三个或更多可编程的轴, 用于工业自动化领域。在航空航天制造领域, 焊接应用越来越多, 它用于铝合金及其航空航天材料的点焊、弧焊、激光焊和搅拌摩擦焊。工业机器人焊接可以很大幅度提高焊接过程中的速度和质量, 同时能降低焊接成本和复杂曲面焊接难度, 实现焊接过程自动化。工业机器人焊接在于离线编程和虚拟仿真技术, 它可以优化焊接路径提高效率。

(3) 热处理, 它是通过加热、保温、冷却来改变金属及其合金表面或内部组织结构, 以达到控制性能的工艺方法。由于航空航天领域材料具有高度的性能, 往往要具有耐高温、轻质量、高强度等特点, 所以原始加工的材料必须经过热处理提高其性能。工业机器人热处理可以实现热处理生产过程的自动化, 保证热处理工艺产品的一致性和稳定性。在热处理中的应用, 促使热处理工业机器人设备向高效、低成本、柔性化和智能化的方向发展。此外, 热处理工业机器人可以有效地改善工人的劳动条件, 提高产品质量和劳动生产率。

(4) 装配, 它是将生产的零部件按照规定的图纸技术组装起来, 经过调试、检验使之成为最终使用产品的过程。航空航天的装配包括部装和总装两个环节, 部装主要完成舱体口盖的修配、托板螺母及支架铆接、钻孔等, 总装主要完成成件的安装以及总装测试。工业机器人的应用, 可以提高航天装备装配效率, 缩短航天装备生产周期, 保证装备配质量一致性, 对多机器人协作、机器人手眼视觉、机器人自动导航等, 为航天装备柔性化只能生产车间建设打下了技术基础。

4 工业机器人在航空航天领域的发展趋势

当前, 航空航天领域产品制造仍然处在一个劳动密集、工序繁复、环境恶劣等阶段。生产的产品精度和生产能力的不足, 极大阻碍着航空航天制造领域的发展。工业机器人因其生产过程中产品的一致性好、可靠性高和适用性强等优点, 已经广泛应用汽车、机械加工行业、物流、航空航天制造领域等多个行业, 并且日趋成熟。它不仅有效的提高了产品质量和生产效率, 节约了人工劳动力以及生产制造的成本, 而是更加增强了航空航天领域企业的生产柔性和竞争力。由于航空航天领域科技的飞速发展, 带来了航空航天制造企业的不断增多, 进而应用工业机器人的情况越来越多, 技术发展也越来越高。

我国工业机器人技术及产品不断在航空部件装配、航天产品生产线以及卫星系列产品生产研制中逐渐得到了广泛应用和推广, 但是与国外技术发展相比仍存在着较大的差距, 尤其是美国、德国、加拿大、日本等国家已在航空制造领域工业机器人系统方面投入巨大经费, 获得了良好效果。目前, 航空航天领域工业机器人正朝着多样化方向发展, 移动式工业机器人、多臂协同工业机器人、末端伺服工业机器人、灵巧关节工业机器人等将是工业机器人发展的主要产品。同时对于一些新型材料、高精加工、复杂装配等方面的生产, 需要不断对工业机器人应用技术提出要求和改进, 需要航空航天制造企业和工业机器人研发机构等根据生产要求开展技术研究和突破, 进而实现工业机器人技术在航空航天制造领域不断应用与创新。

参考文献

[1]冯华山等.航空航天制造领域工业机器人发展趋势[J].航空制造技术, 2013 (19) .

[2]赵杰.我国工业机器人发展现状与面临的挑战[J].航空制造技术, 2012 (12) .

[3]毕树生等.机器人技术与航空制造业[J].机器人技术与应用, 200 (03) .

[4]王兴海等.机器人在航天和航空领域中的应用[J].国外自动化, 1986 (04) .

[5]黎田等.机器人在航天装备自动化装配中的应用研究[J].航空制造技术, 2014 (21) .

sls在航空航天的应用 篇3

前言

激光技术作为科学技术发展的重要产物，对带动相关行业领域的发展具有不可替代的作用。但较多领域如航空航天、机械加工在应用激光技术中，并未取得良好的效果，究其原因在于未使激光技术中较多技术手段的优势发挥出来，这就要求实际运用正确认识激光技术的本质并结合具体行业要求进行技术手段选择。因此，本文对航空航天领域、机械加工行业中现代激光技术的运用研究，具有十分重要的意义。

机械加工行业中激光技术的运用分析

a打标与切割技术的运用

机械加工行业中，一般对设备产品进行特殊符号、标记的设计都要求利用到激光打标技术。该技术应用极为广泛，如机械加工行业中的仪表、仪器、量具、汽车工业以及电子工业等，都涉及到打标工作。一般打标技术涉及到的对象多集中在印刷电路板、合成材料、橡胶、陶瓷、塑料、铝合金以及不锈钢等方面。另外，机械加工过程中往往也涉及较多材料处理工作，此时便要求引入切割技术，其主要通过聚焦镜的应用融化材料，并在激光束作用下将熔化材料吹走，这样便有相应的切缝形成。现代机械加工领域中，都将激光切割技术作为高新加工方式，能够使传统切割过程中变形过大、缝隙过大以及操作时间较长等问题得到解决。

b焊接与淬火技术的运用

关于激光焊接技术，其实质为将设备构件至于激光下，使构件能够连接为一体。将该技术引入机械加工领域中，其优势主要表现在对多种类型金属都可进行焊接，的 且焊接后不会出现凹陷或其他变形现象，整个焊缝在外表上极为美观。目前机械加工领域中焊接技术的运用主要表现在两方面，即：①焊接金刚石锯片，可直接利用该技术实现；②对壳体类零件、汽车板以及钢板等，可利用激光焊接技术。该技术的运用对于解决传统机械加工中焊接质量不高、焊接表面美观性差等问题可起到明显的作用。另外，在淬火技术运用方面，其主要对工件表面利用高能激光进行扫描，这样整个工件面温度上升极快，且可瞬间自冷。所以其优势集中表现为：①相比一般淬火硬度，激光淬火方式下的制品将超出其15%左右；②加工时间较短，且可直接利用计算机对整个操作进行控制，具有一定的自动化加工特点，生产效率极高；③技术应用下不会产生较多的污染，且不必引入冷却介质便可快速完成低温淬火。

c熔覆技术与打孔技术的运用

对于机械加工领域中的再制造工程，常涉及到旧设备修复工作，而设备修复的主要技术便以激光熔覆为主。实际应用过程中，可直接对旧设备二次加工，提升设备的使用性能，能够满足现代企业发展中资源节约的要求。另外，机械加工领域中的激光技术，也表现在打孔技术方面。一般对于较软材料、金属材料或非金属材料等，往往需进行不同类型孔的加工，该过程中便可引入打孔技术。从打孔技术应用的优势看，主要表现在打孔精密度较高，能够准确定位中心孔，且能够自由控制打孔深度，不会产生较大的变形问题。

航空航天领域中激光技术的运用分析

a航空航天工业中激光焊接的应用

一般该工业较多零部件的焊接多引入铆接方式，其应用下尽管能够熔铝合金材料，但由于热处理效果较差，极易导致晶间裂纹的产生。而将激光焊接方式引入，这些问题可直接得到解决，且整个机身制造过程都得以简化。相关实践研究发现，利用激光焊接取代铆接工艺，其可使机身自重降低许多，这样相应的制造成本也会节约，可见激光焊接的作用极为明显。此外，该工业领域中，对于零件冷却孔打孔工作，要求引入激光打孔方式，其成本較低且打孔效果较高。

b航空航天工业中激光切割的应用

传统用于该工业中的切割手段很难保证外壳材料得到有效处理，原因在于外壳材料多具有硬度高、强度高等特点。而在激光切割技术运用下，许多如发动机机匣、主旋翼、尾翼壁板以及蒙皮等自带处理中都可起到良好的效果。

c航空航天工业中表面与成形技术的应用

由于航空发动机较多构件在价格上较为昂亏，若不断更换将会耗费极多的成本，因此可引入激光表面技术，对受损的构件进行修复，如发动机叶片受损后，便可采取表面技术中的三维修复措施，可保证修复后的构件整体性能不受到影响。由此可见，航空工业中的构件制造与修复很大程度需依托表面技术、成形技术来实现。

结论

现代激光技术的运用为航空工业以及机械加工工业提供坚实的技术保障。实际应用中，应结合具体的行业领域要求，合理选择相应的技术手段，如机械加工领域中的焊接、打标打孔以及切割等，以及航空工业中焊接、切割、成形与表面技术等，确保激光技术作用得到充分发挥，才能推动相关行业领域的快速发展。

参考：

[1]马付建.超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D].大连理工大学，2013.

[2]李伟.钛合金表面B_4C/G激光合金化层的组织与耐磨性研究[D].山东大学，2014.

sls在航空航天的应用 篇4

介绍了氰酸酯树脂的.性能、反应特性,重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景.

作 者：王晓洁 梁国正 张炜 惠雪梅 Wang Xiaojie LIANG Guozheng ZHANG Wei HUI Xuemei 作者单位：王晓洁,梁国正,Wang Xiaojie,LIANG Guozheng(西北工业大学化学工程系,西安,710072)

张炜,惠雪梅,ZHANG Wei,HUI Xuemei(西安航天复合材料研究所,西安,710025)

工龄更换策略在航空备件中的应用 篇5

当前,维修的概念已从维持设备的运行进化为维持没备的`功能.许多实际系统在使用过程中,往往由于对维修问题考虑不周,而使维修费用大大超过系统本身购置费用.而系统的突发性故障,有时又会导致灾难性后果,因而在故障前进行预防性维修是一项极为重要的措施.

作 者：张兴媛 徐海荣 胡盛斌 马银才  作者单位：张兴媛,徐海荣,胡盛斌(上海工程技术大学)

马银才(上海航空公司)

刊 名：航空维修与工程  PKU英文刊名：AVIATION MAINTENANCE & ENGINEERING 年，卷(期)：2008 “”(1) 分类号：V2 关键词： 

sls在航空航天的应用 篇6

（上海交通大学电子信息与电气工程学院

上海

200240）

摘要:铝是我们在日常生活中应用最为广泛的一种金属，铝及其合金几乎深入到了我们生活中的方方面面。本文主要介绍了铝及其合金在建筑、航天和包装等行业的应用，以此来加强我们对铝的了解，扩展一下知识面。同时，也为我们在今后的生产和生活提供新的思路。从铝及其合金的广泛应用，我们尝鼎一脔，可以深刻理解到贯穿人类发展始终的材料与文明之间的必然联系。

关键词: 铝及其合金；建筑；航天；包装

Abstract：Aluminum is applied in our daily lives the most widely used metal, aluminum and its alloys deep into almost every aspect of our life.In this paper, aluminum and its alloys in the construction, aerospace and packaging industries in the application of aluminum in order to enhance our understanding, expand knowledge about.At the same time, but also for our future production and provide a new way of life.From the extensive use of Aluminium and Its Alloy, we try a skinny tripod can be a deep understanding of the material through human development and civilization has always been the inevitable link between.Keyword：Aluminium and Its Alloys

Construction

Aerospace culture 0.前言

作为地球上含量极其丰富的金属元素——铝，其蕴藏量在金属中位居第二，铝具有质轻、可加工行、物理和力学性能好等诸多特点，从而使铝及其合金在诸多领域中被认为是最为经济而使用的材料。铝及其合金就像一棵生长繁茂的榕树一样，他的根须已经深深地扎入了人类生产生活所涉及的几乎一切方面。近10年来，随着国民经济高速发展，我国电解铝工业发展迅猛。由于电解铝工业属高耗能行业。最近几年，国家加大了对铝行业的调控，促使企业【1】进行升级改造。可见，我国的铝产业还是有着较大的发展空间。

1.铝及其合金在建筑反面的应用

铝合金在建筑中的应用我们也许早就司空见惯，比如我们随处可见的铝合金门窗，还有玻璃幕墙等。

1.1 玻璃幕墙、在很宽波长范围内，铝材料抛光后具有良好的反射性，可以反射各种能源的辐射，包括辐射能、可见光、辐射热和电波都能被铝材料有效地反射，而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的。这些特性正好符合我们建筑幕墙所学要的特性。

建筑幕墙，特别是玻璃幕墙，如果涉及合理的话，可以有效利用太阳能，减低室外环境对室内环境的影响。一般的幕墙设计流程如下：

施工准备一骨架安装_+防火层安装一保温层安装一面层(玻璃幕墙、铝板幕墙、花岗岩幕墙)安装-÷填塞泡沫

棒、打耐候胶，完成墙面施工。单层铝板幕墙、干挂花岗岩幕墙部分，则利用轻钢龙骨及支持体系间形成空气夹层，然后在主体墙面上粘贴双面铝箔矿棉毡保温材料【密度16 k咖，导热系数0．053 W／(In·K)，厚50 mm]，利用空腔的保温和铝箔双重的反射效果，起到暖瓶内胆的作用，达到隔热、保温、防潮的目的。同时，保温层又与空心砖墙组成复合型保温

【2】外墙，使建筑墙体能耗大大降低，显示出极佳的保温隔热性能。

1.2铝门窗

铝合金门窗，是指采用铝合金挤压型材为框、梃、扇料制作的门窗称为铝合金门窗，简称铝门窗。包括以铝合金作受力杆件（承受并传递自重和荷载的杆件）基材的和木材、塑料复合的门窗，简称铝木复合门窗、铝塑复合门窗。

铝合金门窗有着多种分类标准。按开启方式分为：固定窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗、立转窗、平开门窗、滑轮平开窗、滑轮窗、平开下悬门窗、推拉门窗、推拉平开窗、折叠门、地弹簧门、提升推拉门、推拉折叠门、内倒侧滑门。按性能分为：普通型门窗、隔声型门窗、保温型门窗。按应用部位分为：内门窗、外门窗。

与传统木质门窗相比，铝合金门窗有如下特点：1）宽阔的门扇开启幅度大，让居室采光更充足，还空间更多自由；2）而无地轨道的独特设计，让出入通行毫无障碍；上部的吊轮采用高强度优质滑轮，滑动自如、静音顺滑，开合时噪音小，门扇新颖美观，其本身就是都市狭小居室里的一道亮丽风景，让你赏心悦目、心旷神怡。

目前，我国每年新建的建筑中，铝合金门窗约占51%以上、塑料窗35%左右。在上个实际90年代，国家大力推广使用塑料建材产品，建筑门窗市场一度受到塑料门窗的冲击，一时

【3】间塑料门窗蜂拥而上，铝合金门窗以及铝型材料的生产受到了不小的影响。穷则思变，当引入节能的思想，引进国外的新设备，采取生产氟碳喷涂、粉末喷涂、电泳涂漆等先进生产技术，我国的铝制建筑材料又迎来了新的春天！

2.铝及其合金在航天工业的应用

2.1铝及其合金在飞机上的应用于发展

铝合金在飞机上主要是用作结构材料，如：蒙皮、框架、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱等。铝合金在航天航空中的应用开发可分为几个阶段：50年代主要目标是减重和提高合金比刚度、比强度：60～70年代主要目标是提高合金耐久性和损伤容限．开发出7XXX系合金173和T76热处理制度、7050合金和高纯合金：80年代由于燃油价格上涨而要求进一步减轻结构重量；90年代至今，铝合金的发展目标是进一步减重，并进一步提高合金的耐久性和损伤【4】容限。

2.2铝合金在火箭导弹上的应用与发展

迄今为止，世界各国以液体火箭为动力的大型运载火箭，其箭体结构几乎毫无例外地选用铝合金制造。我国的CZ一3A运载火箭箭体结构，除一／二子级级问段系、卫星整流罩和卫星支架等结构分别采用了少量的30CrMnSi结构钢、玻璃锕、蜂窝结掏和碳／环氧复合材料外，其余均采用铝合金制造。所使用的铝合金主要有一，二，三子级推进剂贮箱所用的2A14(LDl0)，一子级尾段、一／二子级和二／三子级级间段采用的2A12(LYl2)，7A04(LCA)【5】和7A09(LC9)等合金。此外，CZ一2F运载火箭仪器舱还选用了1420铝锂合金型材。国外大型运载火箭箭体所用材料基本与我国类似，美国后来用耐应力腐蚀性能和焊接性能更好的2219合金替代了2叭4台金(与我国2A14类似)做推进剂贮箱结构材料。尽管目前国外战略导弹早已固体化，所用结构材料也已基本复合材料化，即固体火箭发动机壳体采用了芳纶或碳纤维复合材科，但铝合金仍然是战略导弹重要的结构材料之一.3.铝及其合金在包装产业的应用

3.1 商品包装的绿色追求——镀铝纸

镀铝纸主要是由原纸、铝层和涂层组成，因为光泽度和平滑度好，柔韧性好，喷铝层牢度高，美观环保，同时有良好的印刷性能和机械加工性能，一次可广泛用于烟、酒、瓶贴、茶叶、食品、化妆品、日化、百货、礼品、工艺品等产品的精美包装，也可用于建筑装潢材料。

3.2镀铝纸的工艺流程

镀铝纸主要采用转移法来生产。转移法是将PET膜或镭射PET膜置于涂胶纸或纸板复合，再将PET膜剥落(PET膜可反复使用多次)，铝分子层通过胶粘作用转移到纸或纸板。转移法可

【6】 以生产光芒四射的任意图案、任意文字的镭射防伪真空镀铝纸或、纸板。3.3镀铝纸的优势

真空镀铝纸有着普通复合铝箔无法比拟的优势

（1）成本。镀铝的成本低于铝箔复合。主要靠金属层厚度变小、提高生产线速度、改进设计和材料管理等方面来达到降低成本的目的。首先镀铝纸的铝层厚度仅为0．025um～0．035um，是铝箔复合纸用铝量的l／200-1／300，即用铝量少：其次适合高速印刷，比铝箔复合纸来制作的烟标大约高出200钞分钟；此外转移基材PlcT膜可反复使用6～8次。因此

【7】 最终使得真空镀铝纸比铝箔纸在成本费用上能节约10％。（2）防伪性。目前防伪技术已成为高档香烟普遍采用的手段，而转移纸在生产过程中，可直接使用镭射或全息技术，如将文字信号、全息图案通过模压方式复制到喷铝纸表面而成镭射喷铝转移纸，从而达到了良好的防伪效果。比如“利群”、“苏烟”、“大红鹰”，它们不

【8】 仅具有防伪特性，还赋予了产品美观性，增加了产品知名度和信誉。（3）可降解。与传统铝箔相比，正空镀铝纸有着良好的可降解特性。在同样碱液浓度条件下,真空镀铝纸的铝膜完全溶解所需时间比复合铝箔纸大为缩短。在2% 碱浓时, 镀铝纸溶解时间是铝箔纸1/12, 在10% 碱浓时, 镀铝纸溶解时间约是铝箔纸1/4。真空镀铝纸比复合[9] 铝箔纸更容易被土壤中微生物降解, 而且降解产物容易被土壤吸收。用于建筑保

3.4镀铝纸的发展受限

此前真空镀铝纸的商品编码归入税目4811项下，该税目商品属高污染高耗能行业，被列入加工贸易禁止类商品目录范围。根据国家相关规定，出口的真空镀铝纸不仅没有退税，还要以销售额计加征6%的增值税赋。这使得该企业在国际市场竞争中，仅税赋成本就比同类企业高出20个百分点，严重制约了出口和扩大生产规模。

4结语

金属铝及其合金以其相对低廉的价格，比较突出的特性，在人类文明的发展历程上，做出了杰出的贡献。当然，一切都是相对而言，铝产品也有其局限性，大量试验数据均不同程度地显示，人体摄取过量的铝可能引起严重缺钙，并使体中的残余

铝含量显著升高，而体内过高的残余铝含量可能正是引发帕金森综合症、老年性痴呆、脱发等顽疾的重要原因。铝主要通过食物及饮水进入人体体内，而食物中的铝含量与食物的种类、加工工艺及污染程度有关，人们可以控制的只有饮水中的残余铝含量，如美国规定Al3+≤0.05 mg/L，欧洲统一标准规定为0.05～0.2 mg/L，我国饮用水标准对铝含量还没有具体规

【10】定，估计实际含量普遍超过0.5 mg/L。

【1】王江敏（2011）.铝电解生产节能新技术的推广应用 中国有色金属 【2】高力强(2010).铝及其合金材料在建筑节能中的应用.新型建筑材料

【3】黄圻(2007).“我国铝门窗幕墙行业发展思路——2007年全国铝门窗幕墙行业年会工作报告.” 中国建筑金属结构(4): 4.【4】张钰(2009).“铝合金在航天航空中的应用.” 铝加工(3): 4.【5】李成功(2001).先进铝合金在航空航天工业中的应用与发展.中国有色金属学报

sls在航空航天的应用 篇7

在复合材料中, 为了达到良好的应用效果, 通常需要将增强相均匀分散在基体中, 金属基复合材料也是这样。初期多采用熔融铸造的方法制备金属基复合材料, 只能采用金属间化合物作为增强相 (陶瓷相) 。为了能够降低温度对增强材料的影响, 减少增强材料的性能损失, 逐渐开始研究一些低温成型方法, 或者缩短高温处理的时间, 例如气相沉积、粉末冶金等制造工艺。这样的制造方法也有助于降低材料内部的应力水平。早期多数使用颗粒增强的金属基复合材料, 达到均匀增强材料的目的, 但增强效果有限。

与树脂基复合材料一样, 金属基复合材料的塑性降低, 强度增加。这时因为增强材料改变了金属内部的晶界间结构, 位错滑移的能力减弱, 界面间效应趋向于复合材料的界面效应。同时, 成型过程中的残余应力也会改变金属基复合材料的性能。金属基复合材料塑性变形的特点是:内部存在较高的残余应力, 该应力超过基体的屈服强度时, 产生局部的塑性变形, 使得弹塑性变形模糊化, 变形曲线平缓;拉伸与压缩应力应变曲线呈现非对称的特点;拉伸应力应变曲线上, 没有明显的屈服点、屈服平台和颈缩现象;宏观屈服强度随增强体含量及其长径比的增加而升高, 该效果随基体强度的升高受到限制;初始加工硬化率较高。正是因为这些特点, 导致金属基复合材料的二次加工成为难点, 影响了它的应用范围。超塑性的研究对它的应用起到了一些帮助。

2 宏观尺寸上的金属基复合材料

由于宏观尺寸金属基复合材料是层层叠合而来, 它具有生产成本较低的特点, 适合大规模生产, 在飞机、火箭、导弹等产品上得到了大量应用。从20世纪80年代开始, 金属胶接结构得到了长足的发展, 现在已经是成熟的应用。经过近四十年的发展, 金属胶接结果在下述方面取得显著进展: (1) 材料、零件制造方法简单, 适用于大规模生产, 如热压罐成型法、压制成型法等; (2) 二次加工工艺成熟, 满足装配的需要; (3) 无损检测的方法能够与制造匹配, 利于检查制造过程中的缺陷; (4) 疲劳、老化等数据研究完全, 满足航空产品的使用与维修要求。目前, 金属胶接结构大量应用在飞机前缘、扰流板、机身蒙皮、襟副翼、维修口盖、导弹壳体、地板等结构中。在这些结构中, 金属胶接件满足了增加零件刚度、增大压缩强度、绝缘、抗振等功能要求。

3 金属基复合材料在航空航天上的发展方向

大尺寸的金属基复合材料已经在航空领域取得了很多的应用, 但是仍然存在许多问题。表现在下述几个方面:

(1) 很多金属基复合材料的研究保留在实验室研究阶段, 成型工艺方法不适应具备大规模生产的条件, 需要进一步的研究才能转化为生产力;

(2) 大多数金属基复合材料的制造成型温度很高, 与非金属长纤维 (陶瓷纤维除外) 不匹配, 成型过程对长纤维的损伤机理研究很少, 界面研究的成果也很少, 尤其材料应用 (如疲劳老化、耐温、烟释放等) 数据不全, 没有给航空器设计员提供零件设计的基础, 需要工程应用工程师的参与;

(3) 宏观尺寸金属基复合材料的基体和增强材料结合力、耐温性能有待于提高。

针对金属基复合材料应用存在的问题, 还需要进一步研究推广, 才能获得航空航天领域更为广阔的应用。围绕航空器轻量化、高强度、耐疲劳、耐腐蚀的要求, 结合适航条例的需求, 重点解决金属基复合材料成型成本高、成型工艺不适用于大批量生产、材料基础数据不全等问题, 需要继续进行研究、发展, 方向是: (1) 基体的轻量化应用。航空航天产品对材料的要求很高, 轻量化是永远的主题。基体的重量在金属基复合材料中占据大部分比例, 因此减轻基体的重量是未来金属基复合材料的研究方向。当前金属材料中, 镁锂合金是最新式的轻量化材料。基体材料采用镁锂合金的研究亟待开展耐腐蚀、耐高温研究; (2) 金属基复合材料中间层及其界面研究, 提高耐温性能和机械性能。不同的成型加工方法可以得到不同的基体和增强材料界面和中间层。这些界面和中间层直接影响材料的机械力学性能和使用性能。可以开发多种成型加工方法, 比较各种成型加工方法的界面和中间层, 得到符合使用要求的航空器零件。 (3) 新的组合形式形成新的金属基复合材料。航空器零件的要求多样, 可以针对不同的要求开发不同的金属基复合材料组合形式。例如, 在飞机进气道中, 可以使用两层金属板, 中间填充泡沫胶, 形成新的金属基复合材料结构, 可以大大提高进气口零件的刚度, 满足零件复杂外形的要求。简单即是最好的, 金属胶接的蜂窝芯夹层结构也朝着开敞芯子、简单密封的方向发展。

4 结语

金属基复合材料可根据需要设计产品的性能进行设计, 实现结构功能一体化, 在轻量化要求很高的航空航天领域尤其具有优势。与树脂基复合材料一样, 金属基复合材料研究深入之后, 随着制造成本的降低, 会获得越来越多的应用, 这样从整体上提升了航空航天产品的制造水平。

摘要：金属基复合材料分微观和宏观尺寸上金属基复合材料两种。微观尺寸的复合材料指增强材料包含在基体内部, 尺寸很小, 通常不能用肉眼观察出来, 例如金属氧化物增强的金属材料。宏观尺寸的复合材料通过层层叠合而来, 每层都具有特定功能, 叠合之后的组件比单相材料性能更好, 能够满足航空器特定功能的要求。蜂窝芯增强的金属夹层板是典型的金属复合材料, 蜂窝芯可以是非金属蜂窝芯, 也可能是金属蜂窝芯, 通过胶接技术黏接到一起。蜂窝芯夹层板满足了减轻重量、提高刚度, 并且增大了z方向压缩强度的要求。纤维合金层板也是一种宏观尺寸金属基复合材料, 它用胶接的方法将金属基体与连续纤维复合到一起, 起到增强力学性能的作用, 同时满足导电性能、抗腐蚀、自修复等功能性要求。航空领域中的金属基复合材料多数采用轻金属, 如铝、钛、镁、锂等作为基体, 非金属材料 (包括金属氧化物) 作为增强材料。

关键词：金属基复合材料,结构功能一体化,成型工艺

参考文献

[1]涂冰怡, 赵明, 商体松, 陈养惠.航空发动机先进结构与关键制造技术[J].航空制造技术, 2014年第7期:53~56.

sls在航空航天的应用 篇8

高能束流加工技术是21世纪最重要的先进制造技术之一，具有非接触、能量精确可控、材料适应性广、柔性强、质量优、资源节约、环境友好等综合优势，既可用于大批量高效自动化生产，又适用于多品种、小批量加工，甚至个性化产品的订制，因此成为传统制造业改造升级不可或缺的重要技术。高能束流加工技术在工业中所占的比重已成为衡量一个国家工业制造水平高低的重要指标之一，是研制生产高、精、尖武器装备的关键技术，对保障国家安全具有重要意义。经过多年的发展，高能束流加工技术已经发展为焊接、切割、制孔、快速成形、刻蚀、微纳加工、表面改性、喷涂及气相沉积等多种门类，在航空、航天、船舶、兵器、核能、交通、医疗等诸多领域发挥着重要的作用。

本文以为高能束流加工技术在航空领域发展为背景，重点介绍了高能束焊接、高能束快速成形和高能束表面工程技术当前的技术现状及重点应用，同时，针对新型飞机及发动机技术新需求，阐述高能束在航空制造中的发展趋势。

高能束流焊接技术应用及发展趋势

高能束焊接在提高材料利用率、减轻钛合金结构重量、降低成本方面独具优势，这使得以高能束流为热源的先进焊接技术——电子束焊接、激光焊接、激光复合热源焊接技术成为航空整体结构连接制造的发展趋势，应用范围也逐渐扩大。国际先进航空制造公司空客、波音、洛克希德·马丁、Eclipse 等在军民机制造中，都相继采用电子束焊接、激光焊接技术作为飞机结构的连接方法。

电子束焊接是制造飞机主、次承力结构件和机翼骨架的必选技术，也是衡量飞机制造水平的一把标尺，如美国F-14战机钛合金中央翼盒、F-22战机后机身钛合金梁、机翼梁、A380的发动机钛合金托架均为电子束焊接。此外，电子束焊接也是航空发动机制造的关键技术之一，如：发动机机匣、压气机整体叶盘、涡轮、燃烧室等部件的焊接。而激光焊接则是实现大尺寸、薄壁机身结构件焊接的优选方案，具有焊接效率高、变形小、接头质量高等优点。如空中客车公司在A380机身壁板上的首次成功应用激光焊接技术，与铆接结构相比，其减重约18%，降低成本约21.4%～24.3%。另外，激光焊接在发动机部件焊接与修复上也有重要应用，激光焊接修复技术利于近净成形，减少裂纹产生，已应用的有航空发动机涡轮叶片、导向叶片和气路封严系统的零部件，如：欧盟第六框架研究项目AROSATEC就开展了压气机定子与叶栅、高压和低压叶片出口与盖板连接，以及涡轮机匣的激光焊接技术研究。美国通用电气公司成功地完成了喷气发动机的导流板和导向叶片的激光焊接组装，有效地解决了镍基合金小型零件激光焊接变形与裂纹等问题。美国霍尼韦尔公司修复的叶片已累计飞行2千万个飞行小时。美国伍德集团公司利用激光粉末合金熔焊技术可以修理过去认为不可修的单晶和DS合金零部件。

随着高能束焊接技术发展，新束源研发方面不断进步，在航空结构制造上发挥的作用也越来越大，如在电子束焊接方面，注重大功率、高可靠性的电子束枪的研制，目前国外电子束焊接设备功率一般大于60kW，最高可达到200kW，加速电压在150kV以上，同时利用先进的高压逆变电源技术提高了高压性能、设备稳定性，降低了噪声；在激光焊接方面，目前，CO2激光和YAG（注）激光这两类激光器的功率增大已达到极限，难以实现大型结构中厚板焊接。以盘式激光和光纤激光为代表的高亮度大功率激光技术，尤其是光纤激光，束流品质高，其功率也已超过50kW，且还有提高潜力，可实现薄板高效焊接，20mm以上厚板的高质量焊接，和现场移动焊接，因此，光纤激光焊接大有替代CO2激光和YAG激光之势。

高能束流快速成形技术应用及发展趋势

高能束流快速制造技术是基于离散/堆积原理的增材成型技术，由零件的3D模型可直接制造出任意复杂形状的金属零件，能够大大减少制造工序、缩短生产周期，节省材料、降低成本等特点。自上世纪90年代中期以来，该技术已发展为多种门类，如激光选区熔化（SLM）、电子束熔化制造（EBM）、激光近净形制造（LENS）、金属直接沉积（DMD）、形状沉积制造（SDM）以及电子束自由成形(EBFFF)等。采用的热源主要为激光、电子束和电弧等束源，该技术根据材料在沉积时的不同状态可以分为：熔覆沉积技术，材料在沉积反应时才送入沉积位置，由高能束在沉积区域产生熔池并高速移动，熔化后沉积下来；选区沉积技术，材料在沉积反应前已位于沉积位置上，再用高能束逐点逐行烧结或熔化。

熔覆沉积快速成形技术

同轴送粉激光快速成形技术，可制备叠层材料、功能复合材料、裁缝式地制成"变成分"的材料或零件和修复钛合金叶片、整体叶盘等构件，且其力学性能达到锻件的水平。其相关成果已应用在武装直升机、波音787客机、F/A-18E/F及F-22战机上，如：AeroMet公司利用Lasform技术制造了F-22战机的TC4钛合金接头，满足疲劳寿命2倍要求；F/A-18E/F的翼根吊环，满足疲劳寿命4倍要求且静力加载到225％仍未破坏。

金属丝材高能束熔融沉积技术是在高能束送丝焊接基础上发展起来的，其中熔化丝材的电子束自由成型快速制造技术，由于在真空环境工作，其冶金质量高，特别是钛合金等材料的快速制造，其发展速度非常快。1995年，美国麻省理工学院首次试制了In718合金涡轮盘。目前，已可以制造出形状比较复杂的零件，最大沉积速率3500cm3/h，性能达到锻件水平，另外，西雅基公司利用该项技术制造了F-22上的钛合金AMAD支座、吊耳和万向结以及直升飞机的螺旋桨支架等。

选区熔化沉积成形技术

激光选区烧结技术（SLS），由于光斑或熔池较小，无需附加支撑，因此该技术制造的零件精度较高且形状较复杂。激光选区熔化技术（SLM）是在SLS技术的基础上发展起来的，两者的不同之处在于后者所采用的是一种金属材料与另一种低熔点材料（可以是低熔点金属或有机粘接材料）的混合物，在加工过程中，低熔点材料熔化或部分熔化，但熔点较高的金属材料被已熔化的低熔点材料包覆粘结在一起，从而形成类似于粉末冶金烧结坯件的原型。但这种零件还需要经过高温重熔或渗金属填补孔隙等后处理以后才能使用。

sls在航空航天的应用 篇9

孔探检测在航空发动机维护中的应用

发动机孔探检查,就是借助工业内窥镜,对发动机的内部结构进行检查,定期监测发动机部件工作状况、及时发现损伤缺陷,以评估发动机的整体性能和健康状况,为航空发动机的安全运行和维修工作提供可靠的.技术依据.

作 者：黄选红 HUANG Xuan-hong 作者单位：中国民航飞行学院,四川,广汉,618300刊 名：机械英文刊名：MACHINERY年，卷(期)：36(8)分类号：V263.5关键词：航空维修 无损检测 孔探检测

sls在航空航天的应用 篇10

图形技术在航空发动机故障树绘制中的应用

介绍用AutoCAD绘图软件建立绘制航空发动机故障树图形库.将故障树中使用的事件符号和逻辑门符号进行归纳、组合、分类,总结出若干种图形元素放入图形库中,供用户交互调用;调用图元时根据需要进行移动、缩放、旋转、编辑与修改等,以便在确定了故障系统顶事件、中间事件、底事件及逻辑门符号后快速而方便地绘制故障树.

作 者：郭淑芬 Guo Shufen 作者单位：北京航空航天大学动力系,北京,100083刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(3)分类号：V241.02关键词：航空发动机 图形学 故障树形图分析

sls在航空航天的应用 篇11

【关键词】专业翼型软件；风洞实验；微型高度记录仪

The Application of Advanced and High Technology in Model Aeroplane Sports

ZＨＡＮＧZhi－yong

(Aviational Sports Management Center of Henan Province, Zhengzhou 450041, Henan)

【Abstract】 Collaborating with Specialized Aircraft Laboratory of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Project S8EP of Henan Provincial Team applies theoretical knowledge of aviation to draw the curve depicting the change of airfoil lift coefficient against the angle of attack, that of the drag coefficient against the angle of attack, that of lift-drag ratio against angle of attack, and that of pitching moment against angle of attack. After comparing them, a chart of pressure distribution on the surface of the wings was drawn. The structure of the model plane was designed according to this and a series of wind tunnel tests are conducted. Then install the mini-altitude test flight recorder, the flight of scientific combination of theory and practice ways to increase performance, expand the target.

【Keywords】 Ｐrofessional airfoil software, Ｗind tunnel experiments, Ｍini-altitude recorder

1引言

近年来，中外模型界刮起了一阵又一阵新技术、新工艺、新材料之风，如F1项目中的自动定时器，F2B项目中的自动关车控制器，F3项目中锂电池、无刷电机的使用，碳纤维、凯夫拉复合材料的广泛使用……由此可以看出，航空模型运动正朝着高科技、高投入的方向发展。反观我国的航空模型运动，由于体制、政策和经济条件的影响，以致裹足不前，使许多项目上与世界先进水平拉开了距离。

河南队的S8EP项目虽然在国际上获得了较好的成绩，但是我们还应该保持忧患意识，不断更新我们的技术，这样才能保持我们的优势地位。而一个最便捷的方法就是与高校合作，利用他们先进、专业的航空知识提高我们飞机的技术含量，达到提高性能，扩大我们优势的目的。

早在上世纪80年代，我省航模队就与高校开展了合作，西北工业大学的师生帮助我们对F3B飞机所使用的翼型进行了吹风试验，提供了科学的理论数据，依据从而优选出了性能最合适的翼型，为我省航模队取得该项目的冠军奠定了坚实的基础。

2研究对象及方法

目前，我们与万志强副教授所领导的北航特种飞行器研究室建立了良好的合作关系。利用专业的翼型分析软件分别画出几种较适合S8EP项目的翼型升力系数随迎角的变化曲线（图1）、阻力系数随迎角的变化曲线、升阻比随迎角的变化曲线（图2）、俯仰力矩随迎角的变化曲线（图3），进行形象直观的对比。

图1NACA0012,%12 JOUKOWSKI,S8052

翼型的升力系数随迎角变化曲线

图2NACA0012,%12 JOUKOWSKI,S8052

翼型的升阻比随迎角变化曲线

图3NACA0012,%12 JOUKOWSKI,S8052

翼型的俯仰力矩系数随迎角变化曲线

按照升阻比尽量大，俯仰力矩系数尽量小的原则，根据曲线优选出了最合适的几种翼型。

之后，在同样雷诺数的前提下，我们分别绘制出了每个翼型升阻比随迎角的变化曲线和俯仰力矩系数随迎角的变化曲线（图4、图5），确定了其在飞机上最合适的安装角。

图4%12 JOUKOWSKI翼型的升阻比

随迎角变化曲线

图5%12 JOUKOWSKI翼型的俯仰力矩系数

随迎角变化曲线

3研究内容分析

S8EP飞机由于体积小，质量轻，并且发动机动力有限，所以对机体质量要求极为苛刻。如果能够对机翼进行简易的受力分析，进而确定结构强度，会起到很好的减重效果。我们使用专业的翼型分析软件对选用的翼型进行了简易的分析，绘制出了机翼表面的压力分布图（图6），根据压力分布图，来科学地确定结构。例如在前缘使用多少碳纤维，并确定碳纤维的厚度等，达到既减轻了质量，又保证了强度的目的。

图6%12 JOUKOWSKI机翼表面压力分布图

3.1风洞实验

高技术纤维材料在航空领域的应用 篇12

1 使用纳米纤维过滤介质的航天器再循环水处理系统

作为地球上最宝贵的资源之一, 水在航天器上显得尤为珍贵, 据测算飞行器运行于低地球轨道水的成本大约为2.19万美元/L。在上述前提下, 应运而生了Disruptor纳米纤维过滤介质的净化技术, 其可以把航天员的汗液和尿液经过经过成为饮用水, 以供给航天员在飞行过程中的用水。

Disruptor的过滤介质采用了纳米纤维, 其构成主要是在金属网或细旦玻璃纤维网上下位附着氧化铝纳米, Disruptor拥有非常良好的过滤性能, 如果采用单层结构进行水过滤功能, 可去除99.99%的直径0.025μm的粒子;如果采用三层结构进行水过滤功能, 对相同直径粒子, 其去除率甚至可高达99.9999%。采用了纳米纤维的过滤介质不仅可以去除存在于水中的病毒, 还可以对DNA (脱氧核糖核酸) 和RNA (核糖核酸) 进行稳定吸收。

2 使用碳纳米纤维符合材料的锂离子电池电极

锂电池电极经过NASA航天电池研究团队多年研究后制造得出, 所采用的就是硅晶须与CNF的复合材料。其中CNF是采用单丝直径在100到200nm之间, 纤维长度在30到100μm之间。其所选用的是Pyrograf型碳纳米纤维。硅晶须使用VLS方法包覆在CNF上。VLS要经过一定的处理过程, 在500摄氏度、30Torr的压力环境下, 将四氢化硅混合气体的流速严格控制为每分钟80m L, 反应时间大约可设定为十分钟。锂离子电池的最高容量可达到1000m Ah/g。除此之外, 美国斯坦福大学历经了多年研究开发出了中空CNF符合材料的锂离子电池阴极材料, 即在中空的CNF内壁灌封硫化物, 让电池能够尽可能多地搜集多硫化物。这种电池的容量经实验显示会更加高, 可达1673m Ah/g, 其电化学循环特性也是比较良好的。

3 高强力/重量比纤维材料在航天领域的应用

经测算可知, 目前在地球轨道送入一颗卫星大约需要2万美元/磅的成本, 在美国航天飞机升空大约需1万美元/磅的成本。在此巨额成本消耗前提下, 就需要研究新材料和技术以完成保证航天器性能下功耗成本的降低, 近年来高强力/重量比的工程纤维成为高技术纤维开发的热点, 这与其可以有效减轻航天器的重量有很大的关系。这些高强力/重量比纤维材料也具备相关的技术特点:1) 聚合物材料的玻璃化转变温度为90摄氏度;2) 克重≥100g/㎡;3) 若纤维材料使用时间超过5年, 其保持率>85%;4) 就纤维来讲, 其强力与重量比≤1000;

目前研究的高强力/重量比的纤维主要设计有液晶纤维、聚对苯撑并双恶唑、超高分子量聚乙烯和芳香族聚酰胺等。其产品可以分为轻质挠性复合材料、中厚型挠性复合材料和重型挠性复合材料三个系列。超高分子量聚乙烯和聚对苯撑柄双恶唑纤维的强力/密度比是相当良好的, 就强力/密度比而言, 超高分子量聚乙烯为3.4, 聚对苯撑并双恶唑为3.8;就模量/密度而言, 超高分子量聚乙烯为53.2, 聚对苯撑并双恶唑为114.4。虽然其他复合材料的强力/密度比没有前两类高, 但是也举杯高性能纤维的基本特征。就重型挠性复合材料来讲, 其具有强力高、伸长低、抗撕裂能力良好和高抗破坏性冲击等优良性能, 多用于可充气压力构筑物、大型汽艇和挠性压力舱中。

4 碳纤维增强的复合材料材料在航天领域的应用

碳纤维是把有机纤维进行碳化和石墨化处理后而获得的微晶石墨型材料。其中在航空上主要应用到的是由碳纤维与环氧树脂结合形成的复合材料, 它具有比重小、强度高、刚性好、密度低、非氧化的条件下能耐超高温以及X射线的透过性很好等优势。在航天器构建的制作中得到广泛的应用, 在应用中可以减轻航天器的重量, 这样每减轻1公斤, 运载火箭就可以减轻500公斤。因此, 这种材料的应用大大减轻了航天器的负担。譬如美国航天飞机的3只火箭推进器关键部件以及先进的MX导弹发射管等构件, 都是利用碳纤维的复合材料制作的。

5 纺织材料在航空领域的应用

纺织材料在航空领域主要应用于降落伞、以及航天员的个体防护装备等方面。主要的纤维材料有天然的纤维如棉、蚕丝以及麻等;涤纶、芳纶、锦纶和高强度聚乙烯等材料。其中这些材料都具有密度小、抗老化、防辐射、耐高温、拉伸率高、防水、保温等优势, 这样的材料用来制作降落伞、航天员个体装备可以帮助航天员有效的适应太空高辐射等环境, 同时能够起到很好的保护作用。其中在降落伞、航天员的个体装备主要应用的就是锦纶、芳纶以及高强度的聚乙烯材料。

6 结论

航空航天工业对技术要求非常高, 虽然其风险和投入都较高, 但是也具备巨大的经济效益, 也体现了其重大的军事价值。我国作为航天工业大国, 有必要承担起提供高性能纤维及其复合材料的重任。加大对高技术纤维材料的开发与利用, 制造出更多品种、性能更好的材料, 并广泛的应用于航天、军事领域, 并通过突破技术障碍、提高材料的应用性来实行大规模生产与应用, 形成材料的市场化。这样不仅能够促进我国航天领域和军事领域的发展, 同时能够解决原材料短缺的问题, 在一定程度上能够带来很大的经济效益, 促进经济的发展。因此, 今后要加大对高技术纤维材料的研发并广泛应用于航天等领域, 为航天事业做贡献。

摘要：我国高速发展的航空工业, 使高技术纤维材料和复合材料得到了广泛应用, 本文将概括高技术纤维材料运用于航空领域的要求和特点, 并着重介绍纳米纤维及复合材料和高强力/重量比纤维材料在航空领域的具体应用和价值。

关键词：高技术纤维材料,纳米纤维,航天航空

参考文献

[1]芦长椿.从战略性新兴产业看纤维产业的发展 (三) 高性能纤维材料在航空航天领域的应用[J].纺织导报, 2012, 7.

[2]黎小平, 张小平, 王宏伟.碳纤维的发展及应用现状[J].高科技纤维与应用, 2006, 2.

sls在航空航天的应用 篇13

膜分离技术在新型航空制氮装备中的应用

介绍了膜法制氮装备的特点和工艺流程:对中空纤维膜空气分离机理及其影响膜分离效果的主要因素进行了研究分析.

作 者：殷合香 姚本军 陈友龙 Yin Hexiang Yao Benjun Chen Youlong 作者单位：海军航空工程学院青岛分院,青岛,266041刊 名：军民两用技术与产品英文刊名：DUAL USE TECHNOLOGIES & PRODUCTS年，卷(期)：“”(5)分类号：V2关键词：膜法制氮 PRISM膜组 分离机理

sls在航空航天的应用 篇14

小波神经网络在航空发动机故障诊断中的应用

针对某型航空发动机构建了转子-滚动轴承动力学仿真模型,并利用该模型构造了三种发动机故障样本.研究中采用松散型的.小波神经网络,先对构造的三种故障信号进行小波包特征分析,提取其能量特征向量作为神经网络的输入,再采用改进的BP神经网络分类器进行发动机故障模式识别.仿真结果表明,基于小波神经网络的信息融合技术用于发动机的故障诊断是可行的和有效的.

作 者：欧阳运芳 沈勇 马婧 作者单位：上海航空测控技术研究所刊 名：航空科学技术英文刊名：AERONAUTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2009“”(6)分类号：V2关键词：航空发动机 故障诊断 小波包分析 神经网络

航空物探在水工环勘查中的应用 篇15

1 航空物探在水工环勘察中应用研究现状

现阶段, 国外一些发达国家在水工环勘察中已经普遍应用了航空物探法, 而所谓航空物探法, 其研究的都是水体污染等重大项目。目前国内外的水工环勘察技术都已经有所发展, 无论是科学仪器, 还是与之相关的设备, 都更加先进, 而且种类也比较多, 航空物探法是其中最为典型最具代表性的勘查方法, 其中最为大家熟知的是固定翼实践域电磁系统, 该种航空物探方法勘探深度与其他方法相比, 深度更大, 而且效率更高, 但是这种方法具有一定的使用限制, 只能应用在平原与丘陵地区。除上述方法外, 还有一种方法为吊舱式直升机频率域电磁系统, 该系统与前者相比, 灵活性更强, 其探测深度也更深, 最高能够到150m深度进行探测, 而且对地域的适应能力比较强, 因此吊舱式直升机频率域电磁系统是目前普遍使用的航空物探方法, 而且更为广大群众所熟知, 该系统具体的应用如下:

首先, 水文地质勘查领域, 有关专家以及学者将该种方法主要是用在河道圈定及其浅层淡水深度研究上, 效果十分明显。由于水文地质勘查要求越来越高, 而航空物探法也随之发展, 很多学者通过大量分析研究, 将其他水文地质勘查方面的技术与航空物探法进行有效的结合, 以使得水文地质勘查准确度更高, 进而使得水资源应用更加合理, 更加科学, 而且因为航空物探法也能够应用在水工环矿产中, 这对便于专家对地热水进行深入的勘察了解, 从而为低热水的深入研究提供了依据;其次, 土工勘查领域, 一般而言, 国家某些大型施工项目, 都会应用航空物探法, 这种方法可以用来选址, 也可以调查周围的地质环境, 这为工程的顺利进行以及质量的保障提供了帮助, 以此能够最大程度的减少对周围环境的影响, 同时也降低恶劣环境对工程进度的影响, 另外, 航空物探方法也可以应用在海底深度调查中, 这对国家合理的应用沿海资源有着十分重要的意义, 同时也能够降低海水对岸边侵蚀程度。

2 航空物探在国内水工环勘查应用效果

尽管我国的航空物探方法起步于国外国家相比, 比较晚, 但是发展却很快, 这与我国的改革开放政策息息相关。现阶段我国的航空物探技术主要包括固定航空磁、电、放综合站系统, 此外, 我国相关部门还对该技术进行了大量的研究, 同时也花费了大量的资金引进了最为先进的航空物探技术, 相信在未来的一段时间之后, 我国的航空物探技术将会取得更加明显的效果。

在水工环航空物探勘查方面利用固定翼航空磁、电、放综合站系统先后在我国沿海地区寻找浅层淡水, 圈定古河道方面取得了一定的效果厂些地区还对放射性辐射水平和人类活动导致的放射性元素高污染区带进行了评价。

在水文地质调查中在不同的地区人们所利用的航空物探设备也就不一样。比如在淡水测量的, 过程中我们利用航空电磁圈定的古河道与地面勘查结果是一致的, 并对地下水的矿化度进行了初步分析, 而在沿海地区利用三频航空电磁圈定的海侵程度分布、以及圈定的浅层淡水远景区与水文地质圈定的范围基本吻合, 并圈出了一些新的浅层淡水远景区, 其中2处经地面查证在浅部存在淡水证明了利用航空电磁划分咸淡水界线和寻找浅层淡水体是有效的。在环境勘查方面也取得一定的效果。比如对沿海地区的环境放射性水平进行了评价周定3处放射性污染源并对3处放射性污染源进行了地面查证征明了是由石油废弃物引起。

3 应用前景

虽然航空物探在国内水工环勘查中已经取得了一定的效果, 但在水工环勘查中的应用范围和优势还没有充分发挥出来, 尤其在西部干旱地区、西南宕溶地区还没有开展过航空物探地下水勘查。在水工环勘查中的新领域还有待开拓, 以便使航空物探更好地为国家地质环境保障工程服务。根据航空物探的特点和国内外勘查效果, 航空物探在我国西部干旱地区可以寻找埋深150m以内的淡水体划分咸淡水界线和查明古河道分布在东部沿海地区可以划分海侵界线寻找淡水体在东部经济发达地区可以调查放射性辐射水平、人类活动导致的放射性元素高污染区带在大中城市、大型建筑工程和地震多发区可以进行区域稳定性评价还可以进行地下煤火自燃调查、河流淤泥调查、铁路和公路选线调查等。另外根据国外航空物探调查的实例航空物探在进行宕溶水调查、地热资源调查、土壤分类、水质污染等方面取得了明显的效果。在我国水工环勘查中应用航空物探的重点地区包括:

环渤海一带调查海侵界线、寻找淡水体和古河道、并进行环境放射性辐射水平评价和进行土壤分类;在珠江三角洲地区进行海侵程度调查评价放射性辐射水平和人类活动导致的放射性元素高污染区带研究水污染和河流淤泥厚度进行区域稳定性评价等;在长江口地区调查海侵程度并研究河流淤泥厚度和水污染问题;在西南碳酸盐宕地区的滇黔桂和湘西一带进行宕溶水、地下暗河调查, 以及裂隙水调查。

4 结论

综上所述, 可知航空物探法无论是在国内, 还是在国外, 其在水工环勘查中都得到了广泛的应用, 而且应用效果越来越好。正是因为如此, 国内外专家都十分重视对其研究与实践应用, 尽管这项技术的研究需要耗费很多的时间与金钱, 但是其对国家的发展有着十分积极的作用, 尤其是水工环勘查发展, 而且随着航空物探技术水平越来越高, 其会应用在其它更多的地方。

参考文献

[1]熊盛青.航空物探“九五”进展综述[J].物探与化探, 2002 (1) .

[2]刘浩军, 薛典军, 郭志宏, 范正国, 乔广志, 于长春.航空物探软件系统研制[J].物探与化探, 2003 (2) .

[3]郭良德.澳大利的航空物探[J].中国地质, 2000 (7) .

sls在航空航天的应用 篇16

关键词： 航空电子对抗原理 虚拟实验 混频器

航空电子对抗原理是航空电子对抗专业士官的基础课程，集理论性、方法性与作战应用性于一体，是航空电子对抗装备维修保障、航空电子对抗装备作战使用和航空电子对抗战法研究等一系列专业课的前期学习平台。通过该课程的学习，要求学员能够理解航空电子对抗的基本概念、基本原理及实现方法，为后续课程的学习奠定理论基础。

1.传统教学的局限性

“航空电子对抗原理”是电子对抗专业士官学员接触的首门专业基础课，理论性强，学时长，课程中包含较多的电路原理和信号变换分析内容。传统教学以理论讲授为主，教员为主导，学生普遍反应内容抽象，枯燥难学，不易理解和掌握，学习兴趣不高，多个期班的统计数据表明教学效果不理想。

2.引入虚拟实验的教学方法

随着仿真技术的发展，越来越多的教员将仿真技术带入航空电子对抗原理课堂，应用比较多的是虚拟实验。虚拟实验利用计算机能够实现视频播放、动画演示、高速运算、电路设计、信号展示及人机交互等功能，不受时间、地点和设备的限制。将虚拟实验引入航空电子对抗原理课堂，将理论教学与虚拟实验相结合，把不清楚、难理解的电路图分解化，把看不见、摸不到的信号图像化，更具直观性和生动性，使枯燥的理论内容变得更加有趣，更容易调动学员的课堂学习积极性，一定程度上强化教学效果。

但是目前，在课堂上利用虚拟实验辅助教学还是以教员展示为主，通常都是教员预先准备好，将电路图、参数、分析工具等都预先调试成功后，在课堂上需要的地方进行演示。这种通过预设情境直接演示效果的虚拟实验教学方法虽然增加了教学手段，但依然属于教员讲、学员听的传统灌输式教学方法。学员即使理解了教学内容，也只能达到知其然而不知其所以然的效果，不能将虚拟实验在理论教学中的最佳效果发挥出来。

为了适应部队需求，电子对抗专业士官人才培养方案不断改革，更强调培养学员的应用能力、实践能力和创新能力。因此，教学过程中要充分发挥学员的主观能动性，让学员在课堂上动起来。虚拟实验恰恰满足了这个要求，它具备以下特点：（1）操作简单，不受场所限制，只需在计算机上安装相应软件就可以完成。（2）安全省事，不必担忧用电安全及仪器操作的问题。（3）电学性强，可以清楚地显示电路的各种电学状态，而且可以通过改变参数得到新的分析波形。在课堂上要充分发挥学员的主观能动性，让学员利用虚拟仪器等工具自己动手，搭建电路，讲解电路，总结信号规律，达到学懂学会的效果。

3.应用举例

在电子对抗专业，混频器应用比较广泛，比如超外差接收机、信道化接收机、瞬时测频接收机等需要进行频率改变操作基本都是由混频器实现的。混频器进行频率改变时，能将一个信号的载频变换为另外一个载频，并且新变化后的新载频信号的调制类型、调制参数和频谱结构都不会发生变化。常见的混频器由非线性器件和带通滤波器组成，混频电路组成框图如图1所示。其中，us（t）为一高频输入信号，它和本振信号uL（t）通过一个非线性器件进行时间域内相乘，再利用滤波器取出固定的中频，输出信号uI（t）。

图1 混频电路的组成框图

在电子对抗领域，非线性器件的功能通常都由模拟乘法器（输出的无用频率分量较少）实现。

在混频器教学设计上，将教学环节分为课前、课中两步。课前要求学员利用微课、网络资源、书籍等进行课前预习及仿真软件Multisim11的学习。课中教员进行适当的理论教学后，主要由学员进行操作及讲解，要求学员做到：

（1）利用Multisim11软件搭建混频电路。按照教员要求的us（t）、uL（t）、uI（t）、信号源和电阻及电容等特定的设置参数搭建一个混频电路。

（2）掌握混频电路的工作原理并讲解。通过混频电路让输入信号us（t）和本振信号uL（t）在时间域相乘，从而实现两个信号的频谱搬移，再通过带通滤波器取出所需要的频率固定的低中频或高中频信号uI（t）。

（3）观察混频前和混频后信号的波形，总结信号变化规律，理解混频器在航空电子对抗设备中的作用。

利用Multisim11软件搭建的典型的混频器电路图[1]如图2所示，得到的输入信号、输出信号的波形如图3所示。由图3可知，信号经过混频器后，单位时间内各个波形的稀疏程度（频率）发生了变化，但波形结构和包络线形状都没有变化；当改变信号源参数时，变化规律相同。

学员自己动手搭建电路并讲解，有利于学员掌握混频器原理；通过动态显示结果总结信号变化规律，有利于学员理解混频器作用。

图2 混频器电路图

图3 混频器的输入输出波形

4.结语

在航空电子对抗原理课程中引入虚拟实验，和理论教学相结合，能实现理论讲解和虚拟实验验证的同步进行、完美结合，既增强教学直观性与认知性，又能最大限度地利用有限的授课学时，加深学员对航空电子对抗原理知识的充分理解和掌握，是一种行之有效的教学方法。

参考文献：