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飞行器陶瓷基复合材料轻量化结构设计研究进展

飞行器陶瓷基复合材料轻量化结构设计研究进展

摘要：高马赫数飞行带来的极端服役环境对新一代高速飞行器的材料、结构设计提出了更加严苛的要求，本文从“选、用、评”三方面对陶瓷基复合材料在飞行器结构设计中的应用进行综述，进而提出未来发展方向，为飞行器陶瓷基复合材料结构设计提供参考。全面综述了陶瓷基复合材料在不同应用场景下的选取准则及相应制备方法，系统介绍了陶瓷基复合材料在飞行器结构中的典型应用，分析了近服役工况下材料的评价准则及地面实验方法。为满足未来飞行器需求，提出需要结合计算机辅助优化技术和创新制备方法，提高陶瓷基复合材料的耐温和抗疲劳性能；发展高可靠、长寿命的连接技术和一体成型设计方案，充分发挥材料优势；开发多物理场耦合作用下的原位表征技术，以获得陶瓷基复合材料在实际使用中的性能演化行为，为飞行器轻量化结构设计提供可靠依据。
航空 2024年11月20日
航天运载器大型金属构件激光定向能量沉积研究及应用进展

航天运载器大型金属构件激光定向能量沉积研究及应用进展

摘要：激光定向能量沉积（LDED）增材制造技术由于成形效率高、材料送进方式灵活、成形自由度高等特点，非常契合当前及未来航天装备结构大型化、整体化、轻量化、高精度发展趋势，并已在运载火箭、载人飞船、火箭发动机等领域实现牵引性应用。本文首先总结了当前铝合金及其复合材料、钛合金及其复合材料、镍基高温合金及其复合材料三类航天装备结构主体材料的LDED研究现状，在此基础上，梳理出了LDED工艺的发展方向及研究进展。此后，重点介绍了航天装备主承力结构、异质合金一体化结构、集成流道整体化结构三类典型结构LDED制造难点、研制及应用进展。最后，对LDED增材制造技术材料、工艺及装备等的发展方向进行了展望。
航空 2024年04月10日
空间辐射屏蔽材料研究进展

空间辐射屏蔽材料研究进展

摘要：银河宇宙射线、太阳宇宙射线、辐射带等辐射环境会对元器件、航天员等产生各种空间辐射效应，威胁航天器的正常工作以及航天员的生命健康。材料屏蔽是目前最有效的辐射防护措施之一，对保障航天任务的顺利进行有着重要的作用。本文针对元器件、航天员以及飞行器平台防护3 类典型对象，梳理不同场景下空间辐射屏蔽材料研究进展，并对金属复合材料、聚合物材料等空间辐射屏蔽材料的发展方向进行探讨。
航空 2024年11月21日
激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

摘要：增材制造技术（AM）是一种基于离散-堆积原理，以计算机模型数据来加工组件的新型制造技术。激光选区熔化（SLM）作为增材制造领域的一项重要技术，以其一体化制造特点和在复杂结构零部件制造领域的显著优势，成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文综述了SLM技术的材料体系和应用领域，主要对SLM技术的最新工艺研究和航空航天领域的典型应用进行细致分析。重点阐述SLM铁基合金、镍基合金、钛合金和铝合金等材料体系的研究进展及成果。SLM技术在各领域广泛应用的同时，也存在成形材料内部缺陷多、高性能材料的裂纹及变形、标准体系的欠缺和粉末材料兼容性低等诸多问题和不足之处，使其发展受到一定制约，需要在这些方面做更深入的工作。
航空 2024年07月11日
航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

摘要：针对某航空发动机中介圆柱滚子轴承由于内、外圈倾斜而导致滚子与内圈滚道出现剥落的问题，提出采用内、外圈许用倾斜角评价圆柱滚子轴承的抗倾斜能力，基于该方法分析得到轴承许用倾斜角随着滚子凸度和内圈滚道有效宽度增大而增大，故提出将滚子凸度增大到原结构的3.2倍，内圈滚道有效宽度比原结构增加6%的改进措施，改进后的轴承许用倾斜角提升到优化前的4～9倍，仿真和试验结果表明优化后的轴承能够避免滚子与内圈滚道一端出现应力集中。
航空 2024年11月22日
航空工程科技未来20年发展战略研究

航空工程科技未来20年发展战略研究

摘要：在航空强国建设稳步推进的背景下，航空工程科技涉及专业领域多、技术风险高、资金投入大、发展周期长，需要制定长期、稳定的发展战略，才能集中力量突破航空工程科技的关键核心技术，实现航空工业的可持续发展。本文从民用飞机、航空动力、机载系统、空管系统4个方面出发，总结了世界航空工程科技发展态势，梳理了我国航空工程科技发展现状；识别出基础研究及技术储备、系统集成与产品体系研究、航空动力技术、机载系统研发及试验、航空维修能力、工业软件及基础元器件等方面的不足。在此基础上，论证提出了未来20年我国航空工程科技发展构想，着重阐述了超声速客机、高速旋翼机、新能源飞机、混合电推进系统、新一代空管技术、智能化客机技术、全复合材料航空发动机技术、复合材料智能修复技术等未来项目部署的重点方向。研究建议，将航空强国建设列入国家中长期战略规划，强化科技创新体系建设，加强跨领域协作，注重国际合作，精准支撑未来20年航空工程科技发展。
航空 2024年09月30日
增材制造用适航级钛合金粉末在民用航空领域中的研究与应用进展

增材制造用适航级钛合金粉末在民用航空领域中的研究与应用进展

摘要：增材制造技术在零件构型快速试制迭代、复杂零件一体化成形和结构减重等方面具有极大的应用优势，随着民用航空领域的发展，对激光增材制造提出了更多的需求。金属粉末作为增材制造的基础，对激光增材制造的质量的影响很关键。综述以民用航空用钛合金粉末为对象，梳理了增材制造金属粉末的制备工艺及其性能评价，对照适航级品质的要求，阐述了增材制造钛合金粉末在民用航空中研究和应用进展，并分析了制约增材制造金属粉末在民机进一步批产应用的瓶颈和挑战。
航空 2024年11月25日
航空高速齿轮服役温度预测模型研究

航空高速齿轮服役温度预测模型研究

摘要：随着高速重载下航空传动服役温度的不断提高，齿轮胶合失效成为制约飞行器性能的关键因素。为高效预测航空齿轮服役温度，针对某航空发动机齿轮提出了一种基于顺序耦合的齿轮温度仿真分析方法，考虑固-液-气多相对流换热及不同齿面散热系数等因素，模拟了航空齿轮在不同工况下的本体温度和齿面闪温。经验证说明，该数值方法与ISO/TS 6336-20闪温法标准计算结果吻合良好，不同工况下接触温度最大偏差控制在10%以内；当传动系统输入转速为22400 r/min、转矩为119.4N·m时，分流大齿轮的接触温度达到242.6℃，齿轮胶合安全系数为1.22，存在胶合失效风险。所提出的仿真分析方法能有效预测航空等领域高速齿轮服役温度，为评估航空齿轮胶合失效风险提供了高效可靠的方法。
航空 2024年11月28日
航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

摘要：热障涂层（TBCs）广泛应用于先进航空发动机热端部件，可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁，TBCs 面临严峻的CMAS 腐蚀问题。目前CMAS 腐蚀已经成为制约TBCs 应用和发展的关键因素，如何提高TBCs 的CMAS 防护能力是TBCs 领域的研究热点和难点。关键词：先进航空发动机；热障涂层；CMAS; 腐蚀防护
航空 2024年01月09日
航空航天复合材料结构非接触无损检测技术的进展及发展趋势

航空航天复合材料结构非接触无损检测技术的进展及发展趋势

摘　要：新型复合材料在航空航天领域获得广泛应用，有些甚至已代替金属成为某些核心部件的主要结构材料，此类材料及其构件在结构、材料特性、所需检测条件等方面的特殊性对无损检测技术提出更苛刻、更有针对性的检测需求，如不能使用耦合剂、高效率、高可靠性、实时、直观、绿色环保等，非接触无损检测技术被认为是满足上述检测需求的重要手段，已有多种非接触检测技术为航空航天制造及维护提供服务。本文结合航空航天工业的发展趋势及该领域对新型复合材料的检测需求，就目前国内外研究较热且具有较大应用潜力的多种非接触无损检测技术（包括空气耦合超声检测技术、红外热像技术、激光超声检测技术、散斑干涉技术）进行综述，总结各方法所具有的技术特点、研究进展与应用情况。最后，综合各技术研究现状展望非接触无损检测技术的发展趋势，为此类技术在相关领域的研究与应用提供一定的参考和借鉴。关键词：非接触；无损检测；激光超声；复合材料；红外热像；散斑干涉；空气耦合超声
航空 2024年01月09日