世界大飛機行業的發展

大飛機產業是典型的知識密集、技術密集和資本密集的高技術、高附加值、高風險的戰略性產業,它日益成為衡量一個國家科技水平、工業水平和綜合國力的重要標誌之一。

世界大飛機行業的發展

為了提高大飛機的飛行航程,降低燃油消耗率等因素,其廣泛採用輕質的材料。近些年來,複合材料憑藉其獨特的效能已在航空航天領域受到普遍重視。複合材料在飛機結構中的使用比重和部位已成為衡量飛機結構先進性的重要指標之一。

世界大飛機行業的發展

空中客車公司開發的新型客機 A380,纖維複合材料的用量達 30 噸,佔總量的 25%。美國波音公司開發的Boeing787 飛機已經將複合材料用量佔到了全機結構重量的 50%以上的水平,並且首次使用纖維複合材料製造機身結構。該機型複合材料主要部位包括:機翼結構與蒙皮、機身(前、後、中)、蒙皮、尾翼、襟翼、副翼、天線罩、整流罩、短艙和地板梁等。

世界大飛機行業的發展

大比例複合材料的使用,一方面可以顯著降低飛機重量,帶來了燃油節省,提升了飛行航程;另一方面可以延長飛機的疲勞壽命,極大的降低飛機的使用維護成本。不過,這也加大了結構的柔性,加之其採用大展弦比機翼佈局形式,這使得氣動彈性問題更為突出。

世界大飛機行業的發展

複合材料各向異性和剛度耦合的力學特點,一方面使得複合材料機翼結構剛度特性更為複雜,有必要對其大變形後的剛度特性、振動特性以及氣動彈性特性進行研究;另一方面利用複合材料剛度方向可設計性,人們可以把結構設計細節(如機翼上下復材壁板、復材腹板的鋪層引數)與彈性翼面的氣動力聯絡在一起。

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透過氣動彈性剪裁設計技術]控制翼面的彈性變形,提高設計效能和氣動彈性特性,從而使飛行器的氣動和結構效能向著有益的方向變化[。當前我國正在大力發展大飛機,有必要開展大柔性、大變形結構的氣動彈性剪裁研究。