航天航材-特能裝商城航空航天是一門高度綜合的現(xiàn)代技術(shù),涉及到許多的學(xué)科門類,它包括了航空和航天兩個大的分支。
簡介
根據(jù)航空器升力產(chǎn)生的原理,可以將航空器分為輕于空氣的航空器和重于空氣的航空器兩大類,而航天器則可以籠統(tǒng)地分為無人航天器和載人航天器兩大類。
探空火箭是用來探測、研究大氣層特性和開發(fā)、利用大氣層資源的工具。與航空器的活動近地大氣層、航天器的活動范圍在大氣層之外的太空不同,探空火箭的活動"舞臺"為整修大氣層(包括稠密大氣層和稀薄大氣層)。航天航材-特能裝商城
探空火箭按用途可分為:探測大氣溫度、大氣壓力、大氣密度以及風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素的氣象火箭,收集特定情況下大氣中固體微粒的取樣火箭,探測電離層電子濃度等參數(shù)的電離層探測火箭,研究生物對高空飛行適應(yīng)性的生物試驗火箭,試驗有關(guān)技術(shù)的工程試驗火箭。航天航材-特能裝商城
18世紀60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展,從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動機的飛機,當(dāng)時使用的材料有木材(占47%),鋼(占35%)和布(占18%),飛機的飛行速度只有16公里/時。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時效強化的硬鋁,使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機的承載能力已大大增加,飛行速度超過了600公里/時。在合金強化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對克服機翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用,飛機的性能大幅度提高,大飛行速度達到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后,材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功,解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來,航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進的復(fù)合材料,如碳纖維或硼纖維增強的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等,以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航天飛機在再入大氣層時會遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時間長得多的空氣動力加熱過程,但加熱速度較慢,熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復(fù)合材料、陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問題。
分類飛行器發(fā)展到80年代已成為機械加電子的高度一體化的產(chǎn)品。它要求使用品種繁多的、具有先進性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對象不同可分為飛機材料、航空發(fā)動機材料、火箭和導(dǎo)彈材料和航天器材料等;按材料的化學(xué)成分不同可分為金屬與合金材料、有機非金屬材料、無機非金屬材料和復(fù)合材料。航天航材-特能裝商城
材料應(yīng)具備的條件用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強腐蝕等極端條件下工作,有的則受到重量和容納空間的限制,需要以小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能,有的需要在大氣層中或外層空間長期運行,不可能停機檢查或更換零件,因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。不同的工作環(huán)境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比強度和比剛度對飛行器材料的基本要求是:材質(zhì)輕、強度高、剛度好。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運載能力,提高機動性能,加大飛行距離或射程,減少燃油或推進劑的消耗。比強度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù):
比強度=σ/ρ
比剛度=E/ρ
式中σ為材料的強度,E為材料的彈性模量,ρ為材料的比重。
飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動機振動、轉(zhuǎn)動件的高速旋轉(zhuǎn)、機動飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷,因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。航天航材-特能裝商城