1. 简介 本设计报告的目的是让读者了解该直升机的设计在市场现实和制造方面是否可行。 根据设计要求,进行了文献调查,并对已经上市的直升机进行了竞争对手分析。 基于这项研究,正在尝试设计一种在性能和可操作性方面比正在考虑的直升机更好的直升机。 为了实现这一目标,进行了配置选择、性能和重量估算分析、机身和子系统。 根据规格,设计的直升机旨在进行优化,以获得最有效的概念设计:低生产和运营成本。 此外,该设计旨在重量轻,能够达到远距离并具有强大的性能特征的巡航速度。
镁合金具有密度低、强度高、重量轻等特点,是航空和机械工程工业中最先进的结构材料之一,但它们能在 500°C 以上的温度下自燃,并且能持续燃烧,即使在轻微紧急情况下也可能导致灾难性的后果。本文旨在研究可以增强镁合金阻燃性的成分。对商用铸造合金 ML10、LPSO 结构合金、含稀土金属的先进铸造合金以及这些合金中添加不同添加剂(可提高阻燃性的药剂)的变体的燃点进行了比较。已确定,同时含有 LPSO 相和 Yb 或 Ca 添加剂(可将燃点提高到 1000°C 甚至更高的添加剂)的合金可提供最大的阻燃性。
图 7 测斜仪 1.10 全球定位系统 应用全球定位系统 (GPS) 进行现场精确导航。它使用卫星信号进行导航。GPS 是一种易于管理、重量轻、防水(和浮动)的仪器,具有清晰易读的 LCD 屏幕。这些设备基于导航原理工作。使用多达 12 颗卫星进行导航,启用 WAAS(广域增强系统 = 提供 GPS 信号校正的卫星和地面站系统),可存储多达 500 个地标和 50 条路线。这些设备具有内置数据库,显示城镇的位置,并具有大型用户友好的控制按钮和菜单控制软件。它们的定位精度<15 米。应用 WAAS 后,定位精度可提高至 3 米以内。
尽管复合材料用于机身结构有多种用途,但其主要优势在于重量轻。正如我们将在下文中详细讨论的那样,复合材料具有与金属相当的机械性能,例如强度和刚度,但比金属轻。复合材料还可以通过将几个不同的部件组合成一个部件(这种设计实践称为“单元化”)来实现更高效的结构设计。因此,当复合材料结构取代飞机中的金属设计时,机身更轻,航程和有效载荷能力更高。此外,复合材料在抗疲劳、腐蚀和耐损坏方面比金属更具优势。复合材料还具有其他特性,例如电导率、热导率和雷达透明性,使其成为隐形应用和机鼻雷达罩结构的理想材料。
尽管复合材料用于机身结构有多种用途,但其主要优势在于重量轻。正如我们将在下文中详细讨论的那样,复合材料具有与金属相当的机械性能,例如强度和刚度,但比金属轻。复合材料还可以通过将几个不同的部件组合成一个部件(这种设计实践称为“单元化”)来实现更高效的结构设计。因此,当复合材料结构取代飞机中的金属设计时,机身更轻,航程和有效载荷能力更高。此外,复合材料在抗疲劳、腐蚀和耐损坏方面比金属更具优势。复合材料还具有其他特性,例如电导率、热导率和雷达透明性,使其成为隐形应用和机鼻雷达罩结构的理想材料。
微机电系统、微传感器、微型机器人、植入式医疗设备等先进微电子产品的出现,加速了片上微型电化学储能装置的发展。1 – 3 传统的电化学储能装置(如商用锂离子电池和超级电容器)采用夹层式电池结构,由于电池尺寸、外形尺寸和可集成性的限制,难以在某些微系统中应用。4 – 6 定制化的微电化学储能装置具有重量轻、形状多样、超紧凑的特点,可以与微系统集成,满足特定的片上应用需求。7,8 其中,微型锂离子电池(micro-LIB)具有相对较高的能量/功率密度和良好的循环寿命,被认为是微型电源的优选候选者。9 – 11
塑料被誉为人类历史上100项重大技术创新之一。自20世纪初问世以来,由于其价格低廉、重量轻、耐腐蚀、性能卓越和适应性强等特点,塑料迅速风靡全球。然而,快速发展和广泛使用也导致塑料垃圾呈指数级增长。由于处置不当和缺乏有效的回收利用方法,塑料垃圾在自然环境中持续积累,对陆地和海洋生态系统构成严重威胁,并对人类健康和经济增长构成潜在风险。1 例如,在城市饮用水中发现了微塑料,木质生物质废弃物在捕获实际废水中的微塑料方面具有巨大潜力。2
卫星和航空航天系统领域的技术进步以及对更小但更高效的设计的需求为进一步研究纳米和皮卫星铺平了道路。事实证明,较小的系统在调查和测量局部区域大气的各种参数时更经济。本文旨在展示这样一种系统的设计。根据 2020 年 CanSat 竞赛的限制,我们设计了一颗罐子大小的卫星 (CanSat)。该设计的开发方式使其重量轻,但不会损害结构完整性。旨在使用的制造技术是使用聚乳酸 (PLA) 的 3D 打印,这可以提高定制灵活性并简化制造。模型卫星的应用领域从太空探索到天气预报。
近年来,人们广泛研究了陶瓷制造过程中某些废料的回收利用,以从经济上证明与陶瓷制造相关的高昂成本是合理的,并避免这些废物被填埋[1-5]。多孔陶瓷具有许多应用领域,包括催化剂载体、熔融金属过滤器、高温隔热材料、电化学反应器中的隔板、生物反应器和骨组织工程、轻质夹层结构、水净化微孔膜和废水处理。此外,多孔陶瓷预制件还用于制备陶瓷-聚合物和陶瓷-金属复合材料[6]。陶瓷在许多应用领域的性能优于聚合物和金属竞争对手,因为它们的密度相对较低,这意味着重量轻、耐腐蚀(包括热腐蚀液体和气体)、热稳定性、化学惰性和
陶瓷金属复合材料具有重量轻、成本低、耐磨、耐腐蚀、强度高等特殊性能,是传统材料中颇具前途的先进材料。搅拌铸造是制造铝基复合材料成本最低、最简单的方法之一。搅拌铸造的主要局限性是增强陶瓷颗粒(团聚体)在金属基体中的分布不良、制造过程中复合材料的孔隙率以及陶瓷颗粒与熔融金属的润湿性。提高陶瓷金属基复合材料 (CMMC) 的搅拌铸造参数是许多研究的主要目标。本文将详细讨论搅拌铸造工艺,其中包括影响增强体均匀分布、制造过程中复合材料的孔隙率以及陶瓷金属基复合材料的力学性能的参数。
