飞机“翅膀”那么薄，凭什么承受几十吨重量？原来因为TA！
由全国人民共同主演的
《2020春运之抢票大战》
正！在！热！播！
春节出行，你“翻”谁的牌？
火车？高铁？飞机？
无论是何种方式，
“一票难求”依旧是今年春运的主题曲。
这不，连飞机票也能“抢票”了。
南航最近全新升级了“自动抢票”功能，
支持旅客在航班经济舱售罄后，
通过南航APP进行登记抢票，
这类似于火车票的“候补票”~
说到飞机，
不知道大家有没有观察过飞机机翼？
它看起来那么“薄”，
究竟是如何承受几十吨重量的呢？
机翼最主要作用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，也起一定的稳定和操纵作用。
机翼的主要构件包含翼肋、翼梁、桁条和蒙皮。
机翼结构的基本作用是构成机翼的流线外形，同时将外载荷传给机身。
它应具有足够的强度、刚度和寿命。足够的刚度既指蒙皮在气动载荷作用下保持翼型形状的能力，也包含机翼抵抗扭转和弯曲变形的能力。
飞机机翼设计主要是为了让机翼在空中飞行的时候，将气流切割成上下两个部分，并且让两个部分产生差异。
飞机上升主要利用的就是压力差。
机翼上下表面形状是不对称的，空气沿机翼上表面运动的距离更长，自然流速更快。速度越快，气压越小，上下表面的压力差就提供了升力。
当飞机前进的速度越大，这个压强差，即升力也就越大，所以飞机起飞时必须高速前行。
当飞机需要下降时，它只要减小前行的速度，其升力自然会变小。
在给定机翼自身重量的前提下，能够安全地承受使用载荷(设计中会放大为设计载荷)，靠的是结构材料的正确选择、结构部件的合理布置以及结构尺寸的精心设计分析与优化。
图源：pixabay
① 机翼材料的选择
要把机翼做得坚固，材料的选择很重要，而且是多种层次的。
机翼的蒙皮倾向采用复合材料，承重结构依然采用金属材料。碳纤维复合材料的特性是重量轻承重大，非常适合用在飞机机翼上。
以波音787为例，它的机翼主结构就是采用的碳纤维复合材料。
② 机翼结构部件合理布置及尺寸优化
飞机机翼之所以能够承载大部分的重量，主要承重结构就是机翼翼盒，它由非常轻便结实的碳纤维材料构成，内部由成百上千根骨架组成。
所以我们别看飞机的机翼那么薄，其实内部结构和承重是非常厉害的！
任何一架新型飞机在投入市场之前，都会进行无数次的测试。
在这里，橡橡还要告诉大家一个小知识：大部分民航飞机的油箱，都位于机翼的位置。
你可能会好奇，飞机那么庞大、空间那么多，为什么非要把油箱装在机翼上呢？
其实飞机看起来非常庞大，但是大部分空间都是预留给乘客和机载设备的，真正留给油箱的空间很少，而机翼部分就成为了装油的好地方，因为机翼承重能力足、空间大，并且在机翼处装油还有助于飞机飞行时的平稳。
总的来说，飞机机翼的优异性能，主要取决于本身先进的材料，再加上独特的机翼设计，和有针对结构设计做出的优化，保证了飞机在飞行过程中的安全稳定。
材料是航空武器装备的物质基础。
材料技术的进步，
不断推动着航空武器装备
性能提升及升级换代。
东丽、帝人投放新型碳纤维材料
飞机零件成本或减半
据《日本经济新闻》报道，在轻量性优越的碳纤维领域，日本东丽和帝人将相继向市场投放用于飞机的新材料。新产品易于实现量产，未来飞机零部件的生产成本有望降低约一半。力争从2021年前后开始增加对现有机型的供应，从2025年前后全面向新一代机型供货。预计日本企业的技术创新将加速燃效等性能优越的飞机的普及。
碳纤维的重量仅为铁的1/4，强度则是铁的10倍以上。东丽、帝人和三菱化学3家日企握有该领域6成的全球市场份额，在全球也备受关注。3家日企生产将碳纤维与树脂相结合的复合材料，面向飞机零部件厂商等供货。
主要生产加热后变硬的“热硬化性”复合材料。通过调整树脂的配比等，开发出可将生产期缩短2-3成的新产品。以往的产品被用于美国波音787客机的主翼及机身，但是生产比较费时间，每月只能生产10架飞机所需的量。
此外，东丽还致力于生产加热后变软、容易加工成零部件的“热可塑性”复合材料。该公司通过收购荷兰的同行业厂商，建立了大量的供货渠道。
在热硬化性产品方面，帝人也开发出提高量产性的新产品，最早将于2020年面向欧洲大型航空公司供货。另外将在2021年之前向波音的新一代机型供应热可塑性产品。
力争到2030年将航空相关碳纤维领域的销售额提高至目前的3倍，达到1000亿日元左右。
如果一系列的新产品得以普及，航空零部件的生产成本有望大幅下降。
作为亚洲最具规模的
塑料橡胶工业展览会 -
CHINAPLAS国际橡塑展，
自然是少不了航空应用材料的身影~
在2019年展会上，道恩特种弹性体公司推出航空航天特种橡胶材料（HNBR），立体展示了在航空用高强度耐油软管、深井用防喷器、车用正时皮带、高端机械用密封件等代表性HNBR制品。
氢化丁腈橡胶（HNBR）具有优异的抗氧性、热稳定性、耐臭氧性、耐热老化性、耐油性等，可与氟橡胶媲美，属于国家“十三五”重点发展新材料，也是目前最具发展潜力的橡胶品种之一，在航空航天、国防军工、核工业、电子工业等领域具有广阔的应用前景。
CFRTP是近年来国际复合材料领域发展速度最快的高新科技前沿技术之一，凭借着强度高、抗冲击韧性好、抗疲劳性好、加工成型快的特点受到汽车制造、航空航天等领域的广泛关注。
帝人集团展示了Tenax® TPUD以及Tenax® TPCL和Tenax® TPWF三种形态的预浸布以及成型品。
Tenax® TPUD
Tenax® TPUD是一款单向热塑预浸料，由经过特殊上浆的碳纤维和高温聚合物（即PEEK）两种高性能材料组合而成。
Tenax® TPCL
Tenax® TPCL是由碳纤维织物与热塑性树脂（PC、PES等）树脂预浸而成。
Tenax® TPWF
Tenax® TPWF是根据具体需求（物性、厚度成本等），将TPUD与TPCL进行组合而成的板材状热塑性预浸布。
以上材料可应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、工业生产、石油与天然气开采设备等众多领域。
距离2020年还有6天，
距离CHINAPLAS 2020 国际橡塑展开幕，
还有117天！
据前方密探来报，
展商列表将于1月推出，
橡橡会持续为大家剧透明年展会的
新展品新技术哦
大家密切关注哈~
-END-
（部分资料来源：艾邦高分子、帝人中国、熊猫爱飞行、制造原理、疯狂机械控、宁波晚报等）
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