空间燃料电池金属钛表面复合涂层制备与性能研究

摘要：金属Ti因其密度小（仅为不锈钢的0.6倍）和比强度高等特点，是轻量化空间燃料电池金属板材料的首要选择，但其在弱酸性环境中长时间工作容易被腐蚀。为了改善金属Ti双极板耐蚀性，采用多弧离子镀技术在金属Ti表面制备了由Ti过渡层及TiN表层构成的Ti/TiN 复合涂层，研究制备工艺参数对Ti/TiN 复合涂层微观结构及力学、电化学性能的影响规律。利用场发射扫描电子显微镜（SEM）分析涂层的微观形貌，利用X射线衍射仪分析涂层的相组成，利用纳米压痕仪评价涂层的力学性能，利用电化学工作站评价涂层在模拟质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极工作环境下的耐蚀性。结果表明：制备工艺参数优化后的Ti/TiN复合涂层具有优异的表面质量和良好的耐蚀性，腐蚀电流密度为6.383 μA/cm2，是金属Ti腐蚀电流密度的0.6倍，Ti/TiN复合涂层显著提高了金属Ti 的耐蚀性，可为空间燃料电池金属双极板表面改性提供技术支持。

航空 2025年01月03日 1 点赞 0 评论 244 浏览

300M钢起落架作动筒挤压成形数值模拟

摘要: 针对飞机起落架传统制造工艺中成形载荷大、材料利用率低、生产周期长等问题, 提出利用反挤压工艺制造300M钢起落架作动筒件, 设计了反挤压模具及坯料形状, 并使用Deform-3D进行有限元模拟, 分析了挤压温度为1050~1150℃、挤压速率为30~120 mm·s-1 时挤压过程中温度、等效应变、挤压力的变化规律。结果表明: 随着挤压温度或挤压速率的上升,锻件温度均呈上升趋势, 但温度分布规律基本不变; 锻件挤压前期的挤压力随挤压温度的上升而降低, 后期挤压力差异不显著; 高挤压速率下初始挤压载荷较大, 但曲线更加平稳, 挤压温度为1050℃、挤压速率为120mm·s-1时挤压载荷基本稳定在6.0×106N; 不同挤压温度和挤压速率下的平均应变差分别为4.55%和3.41%, 其等效应变量比例和分布规律差别很小。综合分析, 最佳工艺参数组合为挤压温度为1130℃、挤压速率为30~50mm·s-1。

航空 2025年12月01日 1 点赞 0 评论 203 浏览

基于工程的超声速民机宽速域机翼设计

摘要：超声速民机气动设计除了需要保证超声速的气动性能外，还需满足工程要求的低速特性，特别需关注低速状态俯仰力矩上仰角度、副翼效率特性。采用经试验验证的基于雷诺平均Navier-Stokes方程的计算流体动力学（CFD）数值方法对某典型低声爆超声速民机构型进行了全速域气动特性计算，分析了导致俯仰力矩上仰、副翼效率不足现象的原因，研究了前缘半径、前缘下垂位置、外翼段后掠角等关键参数对高/低速气动特性匹配的影响规律，开展了宽速域翼型、机翼优化设计。经评估，优化方案在马赫数Ma=1. 8 时气动性能良好，升阻比为8. 28；在Ma=0. 3 时俯仰力矩上仰迎角推迟至14°，副翼效率在计算迎角范围内均保持80% 以上。研究提出了一种满足工程需求的宽速域机翼气动设计方案，对于解决超声速民机高/低速气动特性匹配问题具有工程实用价值。

航空 2026年05月18日 1 点赞 0 评论 121 浏览

超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望

摘要：固体润滑薄膜以其非挥发性和宽温域适应性，成为空间机构极端环境长效运行的核心保障。近年来，超润滑技术实现从基础研究到宏观尺度的突破，虽未达理论零摩擦，但其在航天领域的技术优势显著。本文聚焦航天领域特殊工况，系统分析过渡金属二硫化物（ＴＭＤｓ）和氢化类金刚石碳（Ｈ-ＤＬＣ）薄膜的超润滑机制，阐明实现宏观尺度超润滑的关键科学问题与技术挑战。ＴＭＤｓ 需满足原子级洁净界面、范德华主导机制及非公度接触三大本征条件，通过超晶格异质界面工程、多层梯度薄膜构筑等创新策略，使ＭｏＳ２ 在宏观尺度下也具备超润滑特性；Ｈ-ＤＬＣ 真空超润滑依赖碳原子氢钝化效应，通过氢含量调控、元素掺杂及多层复合结构设计解决氢脱附引发的失效问题。建议分阶段推进超润滑固体薄膜技术在航天工程中的应用，在技术发展初期阶段，首先选择一次性机构（压紧释放机构、展开机构），逐步拓展至长寿命连续运行机构，通过持续迭代优化，推动超润滑技术成为新一代航天器的核心支撑技术。

航空 2026年01月21日 1 点赞 0 评论 132 浏览

超燃冲压发动机参数设计与飞行器性能评估

摘要：为满足超燃发动机方案论证、飞行器性能评估及飞/发一体化优化设计需求，提出一种创新的超燃冲压发动机参数设计与飞行器性能综合评估方法。该方法通过量化分析发动机进气道、燃烧室、喷管关键设计参数以及飞行器飞行参数对发动机比冲与推力的影响，精准确定发动机核心设计参数。随后，利用自适应伪谱法优化航迹参数，并结合航迹参数对系统性能进行综合评估，深入剖析系统设计参数对飞行器性能的调控作用。通过迭代优化策略，同步确定超燃冲压发动机的最优设计参数与飞行器综合性能指标。研究为发动机参数的科学选型及飞行器性能的持续优化提供了理论支撑与实践指导，仿真验证表明该方法可显著提升飞行器航程。

航空 2026年02月25日 1 点赞 0 评论 112 浏览

Ti2AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析

摘要：Ti2AlNb 合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金，作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求，结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法，从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析，讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明，该合金在减重方面优势显著，且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配，无明显短板；具有可接受的冷、热加工性能，通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件；应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35. 3%，应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。

航空 2026年03月19日 1 点赞 0 评论 115 浏览

面向航空航天合金复杂结构的等离子电解抛光技术研究现状及展望

摘要：随着航空航天领域对零件表面质量和结构复杂度要求的不断提高，复杂结构合金表面高效精密抛光技术的发展受到广泛关注。系统综述了当前复杂结构表面抛光技术的研究进展，涵盖了传统机械抛光、磨粒流抛光、磁流变抛光、激光束与电子束等能量束抛光，以及电化学抛光等典型方法，分析了各类技术在加工效率、适应性及表面质量方面的优势与局限性。随后，重点分析了等离子电解抛光的材料去除及表面平滑机制。结合近年来的研究进展，归纳了等离子电解抛光的新方法；总结了关键工艺参数及其对表面质量的影响规律；介绍了等离子电解抛光技术在不同合金材料及复杂结构件表面抛光中的应用效果。最后，对合金复杂结构表面抛光技术进行了总结。特别地，指出当前等离子电解抛光为代表的高效精密抛光技术在复杂结构加工中的发展瓶颈，提出未来研究应聚焦于多物理场耦合机制解析、智能化装备开发及绿色可控工艺构建，以推动该技术在航空航天乃至生物医疗和精密模具等领域的工程化应用。

航空 2026年04月15日 1 点赞 0 评论 98 浏览

航空航天用智能纤维与制品

摘要:近年来, 智能纤维与制品在航空航天领域的应用受到了广泛关注. 这些智能材料通过将传感、能量收集、自修复等功能集成到传统纺织结构中, 不仅提高了航空器的性能, 还大大增强了其安全性和可靠性. 本文综述了智能纤维与制品在航空航天领域的最新研究进展, 包括其在结构健康监测、能量回收、振动和噪声控制等方面的应用. 通过详细分析不同类型智能纤维的材料特性和功能机制, 探讨了其在实际应用中的潜力与挑战. 此外, 本文还展望了未来智能纤维与织物在航空航天领域的发展方向, 提出了可能的研究热点和技术突破点, 以期为相关领域的研究和应用提供参考.

航空 2025年12月02日 1 点赞 0 评论 149 浏览

面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同

摘要: 针对航空结构件拓扑优化设计中，轻量化与强度性能及快速成型工艺的温度场与应力场协调性不足的问题，提出一种将结构轻量化与选区激光熔化( SLM) 成型工艺结合的一体化设计方法，基于体积约束和结构柔度最小化原理，采用面向增材制造( DfAM) 的理论方法，对航空发动机铝合金支架进行结构拓扑优化和打印工艺的协同设计理论研究。首先，采用静力学数值模拟对支架的四种单一极限工况进行力学分析，确定拓扑优化的设计域以及边界条件; 然后，在单一工况拓扑优化的基础上提出了多工况优化设计，并考虑了增材制造工艺约束; 最后，结合SLM 成型过程的数值仿真，确定铝合金航空支架的打印工艺。仿真结果表明: 结构优化后的支架满足力学性能要求，且重量比原设计模型减轻27%。试验结果表明: 结构和打印工艺协同优化后的SLM 成型支架表面质量较佳，零件激光扫描误差精度达CT7级，X-Ｒay检测结果显示支架无内部微裂纹、孔洞，抗拉强度≥396MPa，具有较佳的成型质量与表面精度。采用的面向增材制造的拓扑优化与SLM工艺优化及成型方法，能够为高效完成结构件产品一体化设计与制造提供有益参考。

航空 2026年01月22日 1 点赞 0 评论 171 浏览

新型高强韧锆合金的研究进展及其在航空航天工业中的应用

摘要: 锆具有抗辐照、耐腐蚀、热膨胀系数小和密度低等优异性能。然而,纯锆的强度较低,限制了其在航空航天领域的广泛应用。本文从成分设计优化、组织性能之间的关系和强化机制等方面综述了团队近十几年在高强韧锆合金方面的研究进展,并阐述了所开发的新型高强韧锆合金在航空航天领域的应用。

航空 2024年06月28日 1 点赞 0 评论 420 浏览