航空航天材料-课件（PPT·精·选）.ppt

材料与航空航天 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛目录前言航宇材料的特点材料在航空航天的地位航宇材料 1 234结束语 5 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?航空与航天的发展是人类现代化的重要标志之一,也是一个的体现。当前大飞机的立项与神舟 7号的成功,为国人长志气,为世人所瞩目,是我国宇航工作者的骄傲,也是材料工作者的光荣。?现仅就航空航天材料的一般情况进行介绍,以供参考。由于航空航天事业发展很快,对材料的需求也与日俱增,青年科学工作者继往开来,责重道远。前言 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛航宇材料的特点?总要求?高质量?高可靠性?保障供应?价格因素 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?航空材料的特点?高性能(高比强度及比刚度,耐高温) ?长寿命(抗疲劳,耐腐蚀与氧化、抗磨损、耐高温) ?高可靠性(测试与质量保证的投入高) 投入或损失可靠性图1 材料测试投入与报废率的关系 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?航天材料的特点除高比强度、高比刚度、高可靠、批量小、高成本以外。还要求: ?耐空间环境真空出氧和质量损耗耐电子和原子辐照耐氧原子:氧原子在高空 200km ,飞行速度达 8km/s 条件下,温度可达 1000 ~1500K ,有机物挥发严重。?耐冷热交变疲劳( -120 ℃~ +170 ℃) ?抗空间微陨石和空中垃圾撞击,以及屏蔽设计选材 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?因再入温度可高达 2000 ℃以上,用于军事目的的导弹还要求弹头材料耐更高温度和比强度。弹头减轻 1kg ,可增加 15km 的射程或相当于减少起飞重量 50kg ,下图为材料与导弹射程的关系。射程(公里) 玻璃钢芳纶 C/C 复合材料金属图2 导弹壳体材料与射程关系?此外,由于再入时温度过高,烧蚀材料发生电离,形成黑障及尾流,要求防热材料高纯度,碱金属或碱土金属含量要求很低。 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛 0 ?材料性能(比强度、比刚度等)飞行器所收效益与飞行速度有关,因而飞行器材料的价格与飞行器的速度密切相关。材料在航空与航天所处地位图3 飞行器每减重 1公斤减重所取得的经济效益汽车材料………………………. 1 民航材料…………………100 军机材料……………… 150 空间材料………..1,500 以效能为重点以价格为重点图4 不同材料使用性能与价格关系(价格 VS 效能) 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?对卫星及航天飞机来说,需要最好的材料,而很少考虑材料的价格,因为选用好材料每减重 1克其收益就很显著,反之汽车每减重 1公斤,所得收益很少,而材料在汽车产值中占 53% ,材料的价格就影响很大。?材料决定飞机及其发动机的性能,因而有“一代材料,一代飞机”,“一代材料一代发动机”的说法。图5 材料对飞机性能的提高所处地位 42% 29 2942 42 ?69% ?69% 29% 29% 2008 航空宇航科学与技术全国博士生学术论坛?由于材料、设计及动力装置的不断改进,以及机型的加大, 波音飞机从波音 707 (1958 )到 747 (1988 ),燃油效率提高 倍。图6 历代民机座·哩的油耗燃油效率(每座·哩/加仑) 初始服役年份客机从波音 707 到747 ,30年间燃油效率提高 倍 倍