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      國產剎車盤

      國產剎車盤

      • 所屬分類:迪瑞寶鈦基陶瓷纖維系列
      • 瀏覽次數:
      • 發布日期:2020-07-10 07:58:13
      • 產品概述
      • 性能特點
      • 技術參數

      國產C919飛機使用國產剎車盤碳/碳復合材料

      日前,國產C919三機三地同飛,經過多年打磨的國產大飛機C919技術已經日漸趨于成熟,我們對C919進入民航市場充滿了希望。據悉,C919后續將開展顫振、空速校準、載荷、操穩和性能等科目的試飛。

      剎車制動性能是民航大飛機最重要的性能之一,剎車盤是飛機的剎車裝置,需要具有極強的耐摩擦、耐高溫性能,國內外普遍使用碳/碳復合材料制造民航飛機用剎車盤,國產C919大飛機同樣使用了先進的碳/碳復合材料制造國產剎車盤。

      大飛機剎車系統的工作原理

      飛機剎車系統一般采用液壓制動技術(波音787除外),由發動機為液壓泵提供動力,液壓泵將低壓轉換為高壓,通過液壓管路將壓力傳輸給剎車作動器。剎車作動器推動壓緊剎車盤,通過剎車盤間的摩擦,提供阻止機輪滾動的力矩,以減小飛機滑跑速度。

      這個聽起來簡單的剎車盤其實一點兒都不簡單。因為飛機著陸時速度很快,蘊含巨大能量,根據能量守恒定律,飛機需要依靠反推裝置和剎車裝置去吸收掉這個巨大能量(當然氣動阻力也能幫一點忙),才能使飛機靜止下來。剎車盤在摩擦過程中,把大部分飛機動能轉化為熱能,因此,剎車盤的工作溫度至少在幾百度。

      不僅如此,飛機剎車系統在設計時,還要考慮許多運營中可能出現的意外情況,這對國產剎車盤提出了更高要求。比如飛機在跑道高速滑跑準備起飛時,遇到突發狀況需要中止起飛。又比如飛機起飛不久發現系統故障需要返回,而且這個時候襟縫翼又無法完全打開。這些意外狀況一旦發生,那么剎車盤就需要吸收比正常著陸情況大得多的能量。

      上面提到的兩種意外狀況中,第二種對國產剎車盤的挑戰最嚴酷,飛機設計師要開展“最嚴酷著陸停止試驗”來驗證國產剎車盤是否滿足設計需求。

      在這個試驗工況下,飛機比正常著陸情況更重(油箱幾乎是滿的)、速度更快、氣動阻力更?。ń罂p翼不能完全打開)、反推裝置關閉,幾乎全靠國產剎車盤吸收飛機動能。

      那么這種情況下,國產剎車盤要吸收多大能量呢?按照飛機重78噸、以200節速度著陸來計算的話,這個能量大約是360兆焦。按照高中物理學到的知識,1焦耳能量可以把1N(牛頓)物體舉起1米。假設這個1N的物體是顆小蘋果,那么360兆焦的能量可以把3.6萬噸蘋果舉起1米,或者把這顆小蘋果舉起36萬公里——這差不多是地球到月球的距離。

      這時的國產剎車盤由于吸收了巨大的能量,溫度急劇上升,能達到一千多度,高溫使其呈現明亮的橙色,看上去就像一顆滾燙的火球。

      飛機剎車盤使用碳/碳復合材料

      復合材料指由兩種或兩種以上異質、異型、異性材料(一種作為基體,其他作為增強體)復合而成的具有特殊功能和結構的新型材料。除了碳纖維樹脂基復合材料以外,還有碳/碳復合材料、金屬基陶瓷復合材料等。

      顧名思義,碳/碳復合材料是以碳纖維為增強體,其他碳質材料為基體的復合材料。碳/碳復合材料在研究初期發展緩慢,直到1969年,第yi批兼具高性能和低成本的聚丙烯腈(PAN)基碳纖維被商業化,并成為碳/碳復合材料的增強體,使得碳/碳復合材料在強度上取得了顯著進步,碳/碳復合材料的特殊性能才開始引起工程界關注。

      經過幾十年的研究,現代工藝生產的碳/碳復合材料已經具備高比強、高比模、耐高溫、摩擦磨損性能優異等特點,能夠很好地滿足航空航天對材料在高溫、高速條件下的綜合性能要求。因此,碳/碳復合材料已經成為新一代航空航天材料發展的重點方向之一。

      C919大型客機用上國產碳/碳復合材料

      由于剎車盤屬于耗材,大約一兩千次起降就必須更換,使用國外進口剎車盤費用較高。在市場需求的拉動下,國內材料廠商紛紛開始研制民機碳剎車盤。

      國產大飛機C919目前使用的是國產碳/碳復合材料剎車盤,其供應商同時也為波音757、空客320等機型提供剎車盤。

      C919剎車盤使用的碳/碳復合材料,使用有機纖維編織碳纖維預制體,雖然編織難度大,但是形成的預制體強度要高得多。同時,它還采用化學氣相滲透和液相浸漬復合的增密工藝,提高了材料的密度,使材料的高能剎車摩擦系數大大提升。

      隨著飛行器速度越來越快,其對耐高溫材料的要求必然越來越高。作為耐高溫材料界的“實力擔當”,碳/碳復合材料具有廣闊的發展前景。

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