制造飞机的金属材料需要耐高温吗为什么（为什么航空材料需要耐高温？）

为什么航空材料需要耐高温？

航空发动机是现代工业“皇冠上的明珠”,制造难度极大,对其材料各方面的性能要求也是极高。现代航空发动机主要由高温合金、钛合金、特钢三类材料制作。

研制出了抗拉强度更大的耐热复合材料。航天飞机用它做外壳，在穿越大气层时就更为安全了！。

制作飞机所含碳纤维的成分多少？

碳纤维是指含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料，经高温氧化碳化而成。

碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性 外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。

现代战争武器装备向着低能耗、大载荷、隐身化和高机动性快速发展，对制造武器的材料也提出了更高要求。被誉为“黑色黄金”的碳纤维复合材料，因其优异的材料特性而被广泛应用于国防军工等领域。借助碳纤维材料打造性能更优的武器装备，早已成为各军事强国比拼较量的新战场。

其中，碳纤维的T数是指碳素材料的级别，多少T指的是横截面面积为1平方厘米单位数量的该类碳纤维可承受的拉力吨数。所以在一般情况下，T数越高，则代表碳纤等级越高，质量越好，而美国的F-22使用的就是T-300碳纤维材料。

美国的F-22“猛禽”战斗机通过采用包括碳纤维多轴向经编复合材料在内的多种碳纤维增强复合材料，主翼、垂尾翼、平尾翼以及机身蒙皮等部位用量比例高达35%，明显减轻了机身重量，提高了机动灵活性以及抗疲劳、抗腐蚀等性能。

制造航空发动机三大难点？

首先是发动机的耐高温问题。大飞机航空发动机采用的是燃气涡轮发动机，根据热力学原理，涡轮燃气温度越高，流过发动机单位体积或重量的空气产生的功就越多。也就是说，为了增大发动机的功率最好是不断提高涡轮燃气的温度。然而，大多数金属的熔点是1500摄氏度左右，也就是说，当发动机工作时，一旦温度达到熔点，发动机很多部件就会熔化掉！因此，如何让发动机部件耐得了高温，是一个极大的难题。

其次是大风扇的制造问题。当今大飞机普遍采用涡轮风扇发动机作为其动力来源。如果说涡轮的重点是要解决耐高温的问题，那么风扇的问题重点是要解决离心力和重量的问题。适用于大飞机的航空发动机，其风扇直径在3米左右，比如美国GE为波音777研制的GE90的风扇直径达到了3.142米，叶片高度达1.22米，如此巨大的风扇倘若采用质量重的金属材料，即使做成空心叶片，强大的离心力也可以瞬间撕裂风扇。因此，如何让大风扇叶片变轻并耐得了离心力，就成为一个必须攻克的难题。

最后，是材料与制造工艺问题。不管是热端的涡轮、燃烧室也好，冷端的风扇大叶片也好，其特殊的材料与制造工艺的研制都必须过关。另外，航空发动机内部极为复杂精密，对制造装配的要求是“零差错”，如何提升制造装配工艺水平也是一项难度极高的挑战。正因为航空发动机极难制造，所以至今能够生产的国家屈指可数。也正是认识到航空发动机的高技术含量及其高附加值，航空发达国家历来将其作为高度垄断、严密封锁的高科技尖端技术，其核心技术严禁向国外转让，并且在西方国家之间也不例外。