复合材料在Ｆ２２上的实际应用.ppt

复合材料在Ｆ-２２上的实际应用; 美国Ｆ-２２“猛禽”飞机将于２１世纪 初服役,它爬升更快、机动性更好、能清楚 地观测更远目标,不用加力燃烧室可作超音 速巡航飞行,具有优良的隐身性能。; 这些优异的作战性能是与其飞机结构使用了先进材料分不开的。Ｆ-２２大量使用了钛合金和复合材料,钛合金占结构重量的４２%,复合材料占２４%,传统飞机材料铝和钢只有２０%。;1. 大量采用高性能树脂基体; 复合材料不只是用于蒙皮,而且用于机翼 梁和垂尾梁。该机机体上应用复合材料的 部件很多,主要有以下几方面: 前机身:蒙皮和骨梁、部分隔框和构架、 燃油箱骨架和箱壁。; 中机身:中机身结构重量的３５%为铝合 金,２３．５%为复合材料,３５%为钛合金。 其中部分蒙皮、部分隔框和构架、燃油箱 地板、武器舱门的蒙皮和帽型加强筋由复 合材料制造。;;; 第二,Ｆ-２２使用的复合材料大都 为高性能树脂基复合材料。;;;2. 创新工艺获得实际应用; 使用这些新工艺的目的主要是为了实现 结构设计意图、减少零件数量和制造成本, 以及减轻结构重量.;2.1 树脂转移成形(ＲＴＭ); ＲＴＭ工艺的优点是可经济地生产复杂 形状的复合材料制件,制件尺寸精确、重复 性好,使装配工作减少。; Ｆ-２２是首例大量利用ＲＴＭ复合材 料件优点的飞机,它有４００多个件使用了 ＲＴＭ,应用范围从进气唇口到机翼中承载 的正弦形波纹梁,如前机身的部分隔框和构 架、燃油箱骨架和箱壁。中机身的武器舱 门帽型加强筋、机翼中间梁、尾翼的梁和 肋等。; Ｆ-２２的双垂尾集中了许多ＲＴＭ件, 每一垂尾含有１０个复合材料Ｉ-型梁,每 侧又含有１５个复合材料肋,它们全由ＲＴ Ｍ制造,只是在高应力处有的用铸钛小梁支 撑。; 波音公司使用ＲＴＭ法使成本减少２０%, 安装梁时机翼中所需的加强件减少一半。;2.2 纤维束自动铺放技术;此种工艺的成本优势在于:;随制件的模具形状铺放纤维束,减少了原材料废边料,因而节省了原材料成本;;纤维束可随需要释放和增加,能控制预浸束数和将纤维束准确放到所需位置,制件纤维铺层可按工程要求设计,设计者可在制件任何地方改变纤维方向,可充分利用材料和减轻结构重量。;2.3 超级隔板成形; 该工艺是将纤维增强ＰＥＥＫ热塑性塑 料板置于两块金属隔板之间,加热加压使其 慢慢成形到所需形状。如同ＲＴＭ,概念很 简单,但要制造出好产品必需排除空隙和防 止纤维滑动,这是此工艺的关键。