鎢合金飛機配重件的用途

飛行控制系統
鎢合金飛機配重件通常用於優化飛行控制性能,如方向舵,升降舵和副翼,鎢合金的高密度使得它比其他傳統材料如鋼或鉛都有較大優勢。
 
轉子葉片
直升機旋翼槳葉要求最佳的平衡。鎢合金可以裝在單個葉片在製造過程中出現不平衡的位置,如在直升機平衡器中。
 
螺旋槳
鎢合金配重可以裝入故障安全裝置,以避免超速問題。
 
慣性系統
鎢合金可裝入控制旋轉的陀螺飛輪來儲存動能。 鎢合金用於這種陀螺儀中主要有兩個用途:
1)要調整三角形的重心。
2)要調整鐳射振盪頻率橫樑。
 
 
 
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鎢合金螺旋槳

飛行器的三障之一“熱障”,在飛機速度成功突破“音障”以後,又在不斷地攀登新的速度高峰,當把飛機的速度提高到2馬赫時,就出現“熱障”問題。飛機的飛行速度越高,氣流對飛機表面的加熱也就越來越高,當飛機飛行速度達到2馬赫的時候,飛機的迎面面溫可達100度,當速度提高到25馬赫時,溫度可達200度,溫度梯度上升的也越高。
 
原材料鋁合金的熔點低,在200度時鋁合金的強度就會降低,造成飛機的結構破壞,空中解體。而鎢合金螺旋槳是高密度、高強度、高硬度合金的三高物質,且鎢的熔點高,達到3410,可以極大程度的保證在飛機高速飛行的時候,飛機結構不會被破壞。鎢合金螺旋槳可以有效避免高速帶來的高溫危險。
 
鎢合金配重可以裝入故障安全裝置,以避免超速問題。
 
 
 
 
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CVD(化學氣相沉積法)鎢管的抗拉強度

採用CVD(化學氣相沉積法)製備的鎢管的抗拉強度在300-500Pa左右,與電弧熔煉、粉末冶金法、電子束熔煉後旋鍛等方法製備鎢棒退火態抗拉強度相當。

對經過真空退火處理的鎢管(Φ6mm,壁厚1.5mm)進行拉伸性能測試結果顯示,其抗拉強度在380Pa左右。不同工藝沉積製備不同直徑、壁厚鎢管經真空退火處理進行拉伸性能測試,拉伸斷口形貌呈脆性沿晶斷裂。沉積製備過程存在的缺陷對鎢管抗拉性能會產生很大影響。例如,當沉積集體表面存在雜質顆粒時,鎢管表面會有缺陷,拉伸過程中,斷裂將沿該部位發生,使得鎢管抗拉強度大大下降。

 

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鎢合金飛機配重件的原理

在裝配的最後階段,為了調整飛機的最終重量需要用到鎢合金配重塊。
 
在有限的空間中,鎢合金自然成為最好的選擇,因為它較大的品質/大小比例。並且,它也有利於減小調整重量的餘額,因為高密度材料可放置在離支點更遠的位置,同時也達到要求的效果,因此,鎢合金配重塊的高密度符合飛機配重的需求。
 
在設計航空航太和國防工業時需要高密度,良好的機械強度,易加工的材料,鎢合金則是最好的選擇。正鎢的密度大,是鉛的1.7倍,具有良好的力學性能和工藝性能,是飛機平衡配重用的最好材料,可使飛機平穩運行,不產生搖擺。在力矩給定的情況下,用鎢作為平衡配重件,距重心點更遠些。飛機的輕量化要求空載輕、配重體積小,以減少燃料消耗。鎢合金產品的高密度大大減小了元件的物理尺寸。這樣可以更容易控制重量分配,增加控制機制的靈敏度。當大量材料需要被放置在一個狹小的空間裏,鎢合金成為最理想的材料。
 
 
 
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殘餘應力對鎢管力學性能的影響

採用CVD(化學氣相沉積法)製備鎢管,沉積溫度控制在500℃-700℃左右。

採用切環法測量鎢管的殘餘應力的結果表明,鎢管沿圓周方向存在殘餘應力。殘餘應力的大小隨鎢管管徑的增大而降低;隨沉積溫度的升高而降低。該結果與硬度測試結果一致。

採用X射線衍射法測量結果顯示,鎢管外表面沿管徑方向的殘留應力為殘留拉應力,沿管切向、軸向的殘留應力為殘留壓應力。且經過退火處理後的鎢管,其表面殘餘應力值減小。在經過去應力退火處理後,沉積層表面沿切向、軸向的殘餘壓應力會轉變為殘餘拉應力。這將導致在某些工藝條件下,沉積鎢管在後續使用過程中會產生裂紋。

 

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