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系統識別號 U0002-0607201101453000
中文論文名稱 應用複合材料於商務飛機與輕航機之分析
英文論文名稱 Analysis of Composite Material for Business Jet and Light Aircraft
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Aerospace Engineering
學年度 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 蘇建華
研究生英文姓名 Chien-Hua Sue
學號 695430859
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-10
論文頁數 105頁
口試委員 指導教授-陳步偉
委員-張永康
委員-沈坤耀
委員-陳步偉
中文關鍵字 先進複合材料  法規  高性能低成本  先進製造技術 
英文關鍵字 advanced composite material  aerospace  high performance and low cost  advanced manufacturing technology 
學科別分類 學科別應用科學航空太空
中文摘要 複合材料發展初期,由於種種技術上的限制,使其無法被大量應用於航空器中。然而,複合材料擁有重量輕而強度高的特性,使得專家學者們不斷致力於其研究,試圖能夠擴展其應用層面。對於現今的航太產業而言,複合材料已占有舉足輕重的地位。不論是由環保的角度出發,還是以企業成本的角度考量,複合材料較輕的優勢,使其正逐步取代傳統金屬材料在航空器上所扮演的角色,獲得愈來愈大的應用比例。
本文討論的主題為複合材料在商務飛機和輕航機之應用。第一章將對於複合材料及其在航空產業上的應用發展做概略的介紹。第二章則針對商務飛機和輕航機的定義、發展史以及相關法規做歸納整理。第三章講的內容則是複合材料在商務飛機及輕航機上之應用,包括複合材料法規、研究開發程度等。第四章是敘述普通航空市場與及複合材料實際在商務飛機和輕航機之使用現況還有包括一些技術上的應用及未來發展方向。第五章複合材料於飛機上的使用只會越來越多,所扮演的角色只會越來越重要,如何能超越現有的技術,增加更高的效率,降低所需的成本是一直需要被探討與研究的。
英文摘要 Early development of composite materials, due to various technical limitations, it can not be widely used in aircraft. However, the composite material has a light weight and high strength characteristics, experts and scholars have been working on its research, trying to extend the application level of composite material. Nowadays, composite materials have been occupying the important position in aerospace industry .Whether from the perspective of environmental protection, or to consider the cost of business, the advantages of lighter composite materials is gradually replacing the traditional metal materials in the aircraft's role, and accesses to the application of increasing the proportion.
This article discusses the theme of composite materials in commercial aircraft and light aircraft application.The first chapter will be the introduction of composite material and its application in the development of the aviation industry.The second chapter is for commercial aircraft and light aircraft definition, history, collate and analyze relevant laws and regulations.The third chapter is the content of composites in commercial aircraft and the application of light aircraft, including composite materials regulations, research development . The fourth chapter is about the general aviation market, and composite materials are used in commercial and light aircraft in the current situation, also including some of technical applications and the development of future direction. The last Chapter, in order to composites material used in aircraft will be more and more, and occupy an increasingly important position, we are going to discuss how to go beyond the existing technology, increase efficiencies, reduce cost.
論文目次 摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 V
第一章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 複合材料在航太產業的發展 2
1.3 先進複合材料是性能優異的新材料.......................................12
1.3.1 各種研究計劃的重要性....................................................13
1.3.2 低成本複合材料技術是重要的前提................................14
1.3.3 複合材料技術的進步是堅實的保障............................15
第二章、商務飛機與輕航機相關法規之介紹 16
2.1 航空器之分類 .16
2.2 商務飛機的定義 25
2.2.1 商務飛機的歷史發展 26
2.2.2 商務飛機的優點 27
2.2.3 商務飛機的分類 28
2.3 輕航機的定義 31
2.3.1 適航驗證之定義 32
2.3.2 輕航機的法規 34
第三章、複合材料於商務飛機與輕航機相關規定 39
3.1 複合材料法規 39
3.2 各國輕航機法規綜合比較 48
3.3 先進複合材料與航太 53
3.3.1 先進複合材料研究開發現狀 53
3.3.2 先進複合材料的優越性 56
3.3.3 先進複合材料已發展成為航太結構的基本材料 58
第四章、普通航空市場趨勢與複合材料技術.............................................60
4.1 各國航空市場概述 60
4.1.1 美國市場 60
4.1.2 歐洲市場. 63
4.1.3 加拿大市場. 63
4.1.4 澳洲市場. 64
4.1.5 中國大陸市場. 65
4.2 複合材料在現今與未來飛機的應用現況 66
4.3 複合材料製造技術 78
4.3.1 樹脂轉注成型技術. 78
4.3.2 預浸料製備和熱壓罐成型技術. 79
4.3.3 低溫固化技術. 80
4.4 低成本技術是先進複合材料拓展應用的根本方法與途徑 80
4.4.1 新型複合材料是未來發展的趨勢 82
4.4.1.1 超輕材料與結構.........................................................82
4.4.1.2 奈米複合材料.............................................................85
4.4.1.3 多功能複合材料與結構.............................................87
第五章、結論 91
參考文獻..................................................................................................94
附錄 98


圖目錄
圖1-1 F-15戰機使用材料的分布 4
圖1-2 F-18戰機使用材料的分布與重量百分比 4
圖1-3雷達吸收材料示意圖 5
圖1-4 L-1011 使用複合材料的分布圖 8
圖1-5波音 777使用複合材料的分布圖 8
圖1-6波音787 使用各種材料的分布圖 9
圖1-7 AIRBUS A380使用複合材料的分布圖 9
圖1-8逐年航空領域的複合材料應用情況 11
圖2-1 ICAO ANNEX7分類表 16
圖2-2 AOPA對GENERAL AVIATION 之分類 18
圖3-1複合材料鋁合金的應力應變圖 40
圖3-2各機構複合材料法規的相關性 42
圖3-3先進複合材料與金屬的比強度與比剛度 56
圖4-1 LSA的銷售數據圖....................................................................62
圖4-2 2008年LSA市場佔有率前20大製造公司............................62
圖4-3 ICON-A5....................................................................................68
圖4-4 北海道室蘭工業大學獨立研發的實驗用小型噴氣式飛機....70
圖4-5 EA-500........................................................................................71
圖4-6 俄羅斯T-50戰鬥機....................................................................72
圖4-7 廣東全碳纖維飛機....................................................................75
圖4-8 印度隐形戰鬥機........................................................................76
圖4-9 龐巴廸里爾 85...........................................................................77
圖4-10 奈米複合材料..........................................................................86
圖4-11 奈米複合材料的優異性能......................................................86





表目錄
表1-1複合材料與金屬特性比較 3
表1-2 F-22 使用材料比例 5
表1-3 NASA ACEE計畫中使用複合材料的結構與零件 7
表2-1 AOPA 航空載具分類表 18
表2-2特種類適航檢定證之分類 23
表2-3商務飛機的分類 28
表2-4民用航空器類別 33
表2-5美國聯邦航空法規FAR適用法規 33
表3-1複合材料法規整理 43
表3-2 FAA AC 20-107A 與 EASA AMC NO.1 CS 25.603比較 47
表3-3各國輕航機法規整理 50
表3-4各國法規比較 51
表3-5中華民國、美國聯邦、歐洲聯合超輕航空法之比較 52
表4-1美國飛機擁有及駕駛協會(AOPA)歷年發動機統計表.............61
表4-2加拿大歷年IAOPA統計報告......................................................64
表4-3澳洲歷年IAOPA統計報告..........................................................65
表4-4 RTM 和熱壓罐成型工藝特點比較.............................................79
表4-5美國低成本複合材料結構研究開發計劃....................................84
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關鍵項目簡報
論文使用權限
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