泡沫飞机用什么胶粘,泡沫飞机怎么安装图解

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-09 12:26:03

泡沫飞机用什么胶粘,泡沫飞机怎么安装图解(1)

注入型复合金属泡沫

飞机机翼的前缘必须满足非常苛刻的特性。美国北卡罗来纳州立大学最新研究表明,与目前广泛使用的铝相比,钢复合金属泡沫和环氧树脂的组合材料具有更理想的应用特性。

该论文的通讯作者,北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程教授阿夫萨内·拉比伊(Afsaneh Rabiei)说:“我们将混合材料称为'注入型复合金属泡沫',尽管这种材料与铝的重量大致相同,但从飞行性能,安全性和燃油效率的角度来看,它的强度更高,并具有其他特性,使其更具吸引力。”

复合金属泡沫是一种泡沫,它由空心的金属球(由不锈钢或钛等材料制成)组成,并嵌入由钢,铝或金属合金制成的金属基质中。在这项研究中,研究人员使用了钢复合金属泡沫,这意味着球体和基体均由钢制成。之前的研究发现,这种金属泡沫非常坚硬:它可以承受0.50口径的子弹冲击,可以抵抗高温,并能阻止高爆炸弹带来的爆炸压力。

通过将钢复合金属泡沫浸入疏水性环氧树脂中,并使用真空力将树脂拉入空心球体以及进入钢基质本身的微细孔中,制成注入型复合金属泡沫,这导致复合金属泡沫的孔中约88%被环氧树脂填充。

然后研究人员测试了注入型的复合金属泡沫和航空级铝,以观察它们在三个方面的表现:接触角(确定水从材料中流出的速度);以及昆虫附着力(昆虫附着在材料上的程度);和颗粒磨损(材料承受侵蚀的程度)。所有这些因素都会影响机翼前缘的性能。

接触角是水在表面上的聚集程度的量度。材料的接触角越小,水附着在表面的数量就越多。这与飞机机翼有关,因为机翼上的积水会影响飞机的性能。研究人员发现,注入型复合金属泡沫的接触角比铝高130%,显著改善。

昆虫的附着力有两种测量方法:一种是在材料上积聚的昆虫残留物的最大高度;另一种是通过材料表面上的昆虫残留物覆盖的面积。同样,注入型的复合金属泡沫优于铝,在最大高度方面达60%,在覆盖表面积方面达30%。

研究人员还进行了喷砂实验,以模拟使用飞机机翼时随时间推移发生的磨损引起的腐蚀。研究人员发现,尽管喷砂处理确实增加了注入型复合金属泡沫的表面粗糙度,但仍然比航空铝更好。例如,在最坏的情况下,注入型复合金属泡沫的接触角仍然比铝高50%。

换句话说,注入型复合金属泡沫通过侵蚀和磨损保留了其特性,这表明它可以使机翼组件具有更长的使用寿命,并减少与维护和更换相关的成本。

拉比伊说:“铝是制造固定翼和旋翼飞机机翼前缘的首选材料。我们的研究表明,注入型复合金属泡沫可能是有价值的替代品,在相同重量的情况下提供更好的性能。出于同样的原因,这项研究证明我们可以对基质或球体使用不同的材料,以创造出一种性能与传统铝一样好,重量更轻的复合材料。无论哪种方式,您都可以提高性能和燃油效率。”

这篇名为《聚合物注入复合金属泡沫作为潜在的飞机前缘材料》的论文发表在《应用表面科学》杂志上。美国航空航天局支持了本研究。

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