1、將繼續(xù)的提升
需要充足的動(dòng)力源。更好的電池——改進(jìn)的能源管理可延長(zhǎng)滯空時(shí)間。的動(dòng)力系統(tǒng)允許更大的有效載荷。究人員正在努力通過(guò)探索一系列技術(shù)來(lái)滿足這些需求,未來(lái)預(yù)期將有以下新技術(shù):
①太陽(yáng)能電池板在飛行期間為電池充電;
②允許更長(zhǎng)飛行時(shí)間和更重載荷的氫燃料電池;
③無(wú)線傳輸電力的激光器;
④納米管和氣凝膠電池,其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前使用的鋰離子聚合物電池。
碳纖維增強(qiáng)聚合物等新材料與的制造技術(shù)(如熔融沉積成型和激光燒結(jié))相結(jié)合,將使更輕,更便宜,并且可能更容易制造。材料包括由菌絲細(xì)胞制成的生物可降解的生物,這種材料類似于蜜蜂用以筑巢的材料。其他研究人員正在使用“Chemputers”從化學(xué)品中“生長(zhǎng)”出。
自動(dòng)鋪絲技術(shù)是在纖維纏繞和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種復(fù)合材料成型技術(shù),對(duì)降低碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件制造成本,提高生產(chǎn)效率和構(gòu)件性能方面具有極大的作用。
與一般的碳纖維復(fù)合材料成型技術(shù)相比,自動(dòng)鋪絲技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)每一根絲束的獨(dú)立夾緊、切斷和重送,甚至是每個(gè)絲束都能有各自的鋪放速度,并根據(jù)構(gòu)件形狀自動(dòng)切紗以適應(yīng)邊界,碳纖異形件多少錢(qián),減小廢料率,并通過(guò)局部加厚、加筋、開(kāi)口鋪層補(bǔ)強(qiáng)等方式滿足多種設(shè)計(jì)要求,適應(yīng)大曲率復(fù)雜構(gòu)件的自動(dòng)化成型,特別適合帶窗口的機(jī)身段、機(jī)翼大梁及帶凹凸面的翼面鋪放。
但是國(guó)內(nèi)在該方面的技術(shù)起步很晚,南京航空航天大學(xué)在“九五”期間才開(kāi)始調(diào)研該項(xiàng)目,后來(lái),哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢理工大學(xué)、北京航空制造工程研究所等才陸續(xù)著手該技術(shù)的相關(guān)研究。
而國(guó)外在該技術(shù)方面起步較早,美國(guó)在上世紀(jì)70年代就開(kāi)始了自動(dòng)鋪絲技術(shù)的研究,經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,該技術(shù)在美國(guó)和歐洲的航空工業(yè)中得到了成熟和廣泛的應(yīng)用,例如波音B787“夢(mèng)想”飛機(jī)在機(jī)身、機(jī)翼、垂尾、平尾、地板梁、后承壓框等部位中大量使用了碳纖維復(fù)合材料,碳纖異形件,其中機(jī)身高達(dá)23%部分的碳纖維復(fù)合材料就是采用自動(dòng)鋪料技術(shù)完成的。
目前國(guó)內(nèi)的、復(fù)雜曲面的碳纖維復(fù)合材料構(gòu)件基本上仍以手工鋪疊為主,自動(dòng)鋪絲技術(shù)只在大飛機(jī)項(xiàng)目中的部位如碳纖維復(fù)合材料翼梁中得到使用,碳纖異形件生產(chǎn)廠家,至于自動(dòng)鋪放設(shè)備的研制和實(shí)際應(yīng)用基本上還還處于剛起步的階段,這種狀況極大地制約了碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件在航空領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。
碳纖維在航空領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì):
的運(yùn)動(dòng)速度高,過(guò)載大,碳纖異形件廠商,商用飛機(jī)每減重- -公斤 , -年就能節(jié)約3000美元的燃料。遠(yuǎn)程火箭、太空飛船每減重1公斤,就能節(jié)約10000元的燃料,減少重量就能夠增加有效載荷,降低飛行成本。碳纖維是一種的減重材料 ,其密度僅有1.7g/cm3 ,相比于傳統(tǒng)減重材料鋁合金,減重效果更加突出。
碳纖維材料的力學(xué)性能同樣十分突出,對(duì)于普通領(lǐng)域, T300碳纖維則能夠很好的滿足使用要求,而對(duì)于高標(biāo)準(zhǔn)部件,則需要應(yīng)用T700、T800碳纖維。碳纖維是一種非金 屬材料,具有的耐腐蝕和抗老化性能,碳材料在各種溶劑中不溶解,在隔絕空氣的惰性環(huán)境中(常壓下)以及高溫時(shí)也不會(huì)熔融。
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