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航空历史小故事30——从麻布到塑料 纵览飞机材料履历

更新日期:2011-9-15来源:上海航宇科普中心

江东

  100多年前,飞机带着勇敢者飞离地球。那时,设计师就是驾驶员,因为简陋的机体结构很不可靠,常人不敢冒险从事飞行。飞机最初用木条做大梁和骨架、用麻布做机翼的翼面,即木布结构。
  后来发明了半硬壳式机身和具备翼型空间的机翼,于是对材料有了新要求。在局部受力处,比如发动机架和整流罩等部位采用了金属件,但翼面、舵面和后机身仍采用布蒙皮,即半金属结构。随着飞机性能的提高,材料必须适应更高的飞行强度。1930年后,飞机推广采用硬铝加工骨架和飞机的“外衣”——蒙皮,于是全金属结构飞机问世了。到目前为止,铝仍然是飞机的主要用材!
  50年代以后进入了超音速时代,人们开始寻求新的高强度材料,于是出现了坚固耐热的钛合金和不锈钢结构。随着材料科学的进步,从70年代开始,新一代航空材料“复合材料”问世了,它相当于掺进加强纤维的塑料(如玻璃丝纤维或碳纤维),它们具有极佳的“比强度”,使飞机在维持原强度的前提下重量更轻!其经济和军事效益可想而知。最成功一例是在80年代出现了世界上第一架“全塑料”飞机。



● 上世纪20年代飞机采用布木结构,极少使用金属


●上世纪40年代先进战斗机已全部采用铝材结构


● 上世纪70年代超高速飞机已采用钛合金、不锈钢和复合材料结构


● 新世纪飞机将更多地采用新颖航材