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英雄,你刷的什么漆?

穿上亮骚盔甲,军火大亨托尼·斯塔克摇身变为钢铁侠,拥有超强的力量、耐力、飞行特技,甚至多种便携式致命武器;裹上拉轰黑披风,高帅富布鲁斯·韦恩变身蝙蝠侠,轻松在哥谭市的钢铁丛林中自由滑行;套上本命年内裤,氪星小BB卡尔·艾尔长大成(超)人,上演英雄救美嗖嗖嗖不在话下……

想要成就“主角不死定律”,除了酷炫发型、土豪家底、外星超能力,还有一样必不可少,那就是能涂在盔甲、披风、红内裤这些贴身装备上的靠谱“航空”涂料! 

航空涂料——飞行器的连体战衣

顾名思义,航空涂料即为用在各种飞行器上并发挥重要性能的一类涂料。航空涂料在涂料工业市场中虽然只占有非常小的份额,却是要求最高的那一部分。由于一直处于外界环境的严苛挑战之下,且必须满足飞行过程中可能遇见的各种极端条件,保障机身在飞行过程中各种部件的安全1,所以和其他涂料比起来,航空涂料非常“特殊”:

拿普通的民航客机来说,从头到脚必须得武装得严严实实才能上天——在空中飞行时,周围环境变化剧烈,因此它们所披的战衣必须能承受温度(-55℃~60℃之间)和气压(0.1~1.9个标准大气压)的剧烈变化,以及各种空气湍流的侵袭。除了温度和气压之外,环境变化带来的腐蚀作用、高强度的紫外线、各种化学制剂(包括机用燃油、液压油和清洗化学品等)也时时刻刻在考验着这件战衣。要知道,单单是温度的剧烈变化就会极大地加快材料的老化速度,降低使用寿命。

衣服都是越轻便越好,因此,飞机外面的涂层必须达到接近极限的薄,尽可能减轻质量,这样才不会给飞机增加额外负担,以达到降低燃料消耗,节约能源的目的。

另外,这件战衣还要尽可能好看,满足普通大众的审美需求,让乘客看一眼就想坐着上去溜溜,土豪看一眼就想开回去做代步工具。

最后,为了满足流体力学要求,这件衣服的表面必须非常光滑平整,以减少与周围大气的摩擦,达到最大的空气动力学性能,同样也能节省燃油,降低成本。

综合以上性能需求,你会发现其实这件战衣的功能丝毫不逊于那些超级英雄的外壳、披风以及本命年内裤。但是,如果这件衣服会引起皮肤过敏,就算功能再多,设计再好看也白搭——所以,满足所有这些高性能要求的前提是与机身材料相兼容,因此给飞机穿衣服并不像给房间墙壁刷油漆那么简单!通常为了保证航空涂料的性能符合要求,质量得到严格控制,所有的飞机制造商都会制定严格的材料规范来约束航空涂料的制造和使用,比如波音有BMS规范,空客有AIMS规范,我国C919大型客机项目也有CMS规范。

在涂料成分方面,底漆通常为环氧聚氨酯类,此类底漆综合了环氧涂料的强附着力、耐磨性以及聚氨酯涂料的柔韧性、可脱再涂性;而面漆多为聚氨酯类。已经退役的协和客机使用二次涂覆的环氧聚氨酯,正在服役的空客A380、波音787等客机使用特种聚氨酯涂料,其表面光泽度能保持十年不变。

我国首架波音B787梦想客机,机身使用AkzoNobel高固态航空涂料进行涂装

涂装:民用骚亮,军用土灰。

平时在机场时都能轻易分辨各航空公司的飞机,这是因为各公司的飞机都有着各自独特的涂装,让人一眼就能分辨出来。除了民用客机外,各国飞行表演队的飞机也是争奇斗艳,除了在飞行技巧上让人眼前一亮,其机身涂装也给观众带来不小的视觉冲击。

枭龙战机,由成都飞机公司制造,出口巴基斯坦。机身采用AkzoNobel哑光军用航空涂料,目的是使飞机尽量融入背景,远距离时不被发现。

对于军用机来说,更多的看重于实用性,比如隐身性能。虽然目前真正的肉眼隐形技术还停留在实验室阶段(类似于之前有曝光并且相当火热的隐身衣,其视觉隐身的基本原理也是融入背景),但各国军用机涂装还是尽量融入背景——不求眼前隐身,但求远距离难发现。所以很多军用飞机看上去“土灰土灰”的,没有个性的个性…

牛逼轰轰的军用特种航空涂料

由于军用机使用强度和作战环境均较普通客机有较大差别,其表面涂料在飞机使用寿命期限中需要多次更换以满足性能要求,所以军用机涂料除了满足作战性能要求外,在日常维护和脱漆重涂方面也有较高要求。

1.隐身涂料

目前所谓飞机隐形是指通过各种手段,尽量降低飞机被敌方雷达、红外辐射等探测系统发现和跟踪的可能性。其中吸波涂料在飞机隐形功能上起到的作用仅次于飞机的外形结构。常见的飞机隐身涂料包括:雷达吸波涂料、红外吸波涂料、可见光吸波涂料、激光吸波涂料、声纳吸波涂料和多功能吸波涂料。

最近几年,纳米吸波涂料逐渐受到瞩目,几乎集中了以上所有常见吸波涂料的优点,此外其吸波频率高,并可以通过调节旋波参量来改善吸波特性,在提高吸波性能、扩展吸波带方面具有很大潜能。

另外一种新型吸波材料叫做“手征吸波材料”——能够通过调整手征参数比从而调高介电常数和磁导率,使其敏感性小于介电常数和磁导率,达到扩宽吸波频带的目的。

我国歼20使用的复合陶瓷基隐形涂料(图片来自维基百科)

2.耐高温涂料

在飞机尾部发动机喷嘴处,其温度可高达上千度,除了大量使用陶瓷等无机耐高温材料外,那些隔热的耐高温涂料也不可或缺。这类耐高温涂料多为无机聚合物涂料,如云母片、氮化硅和α-氧化铝组成的陶瓷基绝热涂料,能承受1900℃的高温。

作为航空业、军工业中不可或缺的角色,航空涂料正朝着多功能一体化、无铬化、环境友好化等多方面发展,待你长发及腰,超人的内裤算神马? 

参考文献

1. 赵金榜,航空涂料及其今后发展

部分涉及公司资料由阿克苏诺贝尔提供

 

 

 

The End

发布于2013-11-11, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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_whyCD

无机非金属材料工程学士,户外达人

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