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高性能聚酰亚胺降低飞机系统部件的维护成本

2016-03-28 点击数:1159
通常来说,维护成本占飞机所有相关运行成本的10%~20%。因此,采用经久耐用的高性能材料制成增强的关键飞机系统,不失为一种兼可减少更换、维护从而保证盈利的好方法。
  通常来说,维护成本占飞机所有相关运行成本的10%~20%。因此,采用经久耐用的高性能材料制成增强的关键飞机系统,不失为一种兼可减少更换、维护从而保证盈利的好方法。

理想的零部件材料

    机队所有者面临的挑战是为关键零部件寻找可以耐受诸如极端高温、腐蚀性化学物质和剧烈振动等苛刻环境的理想材料。聚酰亚胺零部件具有耐久性,这对寻求缩减维护成本的机队所有者来说十分理想。

重量轻

    聚酰亚胺的重量比铝和钢等传统零部件材料要轻,随着燃油成本持续上升,航空系统中采用重量轻的零部件越来越重要。零部件采用聚酰亚胺制造的明显好处是减轻了航空系统的重量和飞机的总重量,降低了燃油消耗。此外,对其他关键零部件也有益处——飞机上有数千个活动部件,聚酰亚胺降低了金属对金属接触而引起的损伤,减少了这些金属部件因磨损所导致的维护和更换。

抗高温

    在深具挑战性的航空应用中,抗高温性能是耐久性的另一个重要方面。举例来说,喷气发动机的各种零部件会产生315℃的高温,因此它们的完整性和性能非常重要。聚酰亚胺零部件可在315℃的温度下连续使用,在高达482℃的条件下间歇使用,且在高温下具有极高的尺寸稳定性(图1)。试验表明,采用高性能聚酰亚胺增强的零部件,在持续两天从22.77℃ 到260℃ 循环时,其尺寸变化不到原尺寸的0.04%。此外,聚酰亚胺零部件还能非常好地承受热冲击。陶瓷等材料的导热性较低,更容易受热冲击的影响。聚酰亚胺的导热性较高,增加了材料的总体尺寸稳定性。
隔热

    聚酰亚胺还具有优异的隔热性能。考虑到飞机内部复杂的工作条件,这一点至关重要。例如,在除冰系统中采用金属管将热空气从喷气发动机送往机翼,金属管周围和紧靠金属管的聚酰亚胺部件可防止产生的热量进一步输送到机翼结构、其它敏感系统和装置而加剧其它关键部件的磨损,这意味着更低的更换和维护成本。
自润滑性能
    聚酰亚胺部件在高负荷和高速条件下的使用寿命更长,部分原因就在于它的自润滑性能。部件无需使用工业润滑剂来保持高效运行,从而可降低费用、缩短时间、减少工作量。聚酰亚胺的自润滑牌号产品在高负荷或高速条件下不会熔融,此外还可消除微动磨损。卓越的强度、刚性、自润滑特性,使聚酰亚胺部件为航空系统的关键应用提供了长久的免维护运行。

耐腐蚀

    即使在高温下,聚酰亚胺也可耐各种化学物质的腐蚀。由于飞机各系统在运行中使用的工业化学品包括乙醇、甲苯、JP-4喷气发动机用燃油、特种液压工作油和液压油,因此这一点对聚酰亚胺部件非常重要。

耐磨损

    由聚酰亚胺制成的零部件在使用时不容易磨损,可保持系统零部件之间的间隙,这对任何航空系统的零部件或整体性都非常有利,意味着更少的维护、更长的使用寿命和更好的性能。

控制工艺和成本

    进行工艺控制可提高质量保证水平,这一点与选择正确材料同样重要。为确保航空成品部件的性能,延长它的使用寿命,机队所有者和OEM应与材料供应商密切合作,在从粉末至成品零部件的航空系统部件开发中发挥更为积极的作用,这样就会得到可长时间高水平运行,不需经常维护的理想零件,使机队以有效的经济效益方式运作。

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