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碳纤维在航空航天领域的应用发展
- 作者：admin
- 发布时间：2023-03-17 15:39
- 点击：
碳纤维复合材料（CFRP）作为先进复合材料的代表，它的发展不仅推动航天技术的飞速发展，在导弹和火箭的应用中也有着不可替代的作用。碳纤维复合材料的应用水平与规模甚至已经关系到导弹与火箭新型号的研发和整体性能的提升。
应用背景
许多航天工业组织正在追求火箭结构的轻量化，在这种氛围下碳纤维复合材料则成为轻量化首选。目前火箭飞行维持器的主要结构如翅片筒、鼻锥、机身等均可通过采用碳纤维复合材料 (CFRP)，可以有效降低重量。
航天飞行器的重量每减少1公斤，可使运载火箭减轻500公斤，因此，碳纤维复合材料成为目前航天飞行器结构应用范围最广、技术成熟度最高的材料。对于运载火箭和导弹而言，碳纤维复合材料不但可以实现结构轻量化，而且也是功能化的关键原材料。
目前航天器结构用碳纤维主要为PAN基碳纤维，而且以高强中模（T系列）、高强高模（MJ系列）为主，如火箭、导弹发动机大多采用高强中模碳纤维，导弹支架、支座或托架等结构采用了高强高模碳纤维。
在运载火箭领域，碳纤维复合材料可用于制造固体发动机壳体结构、箭体整流罩、仪器舱、级间段、发动机喷管喉衬、卫星支架、低温贮箱等部件。碳纤维复合材料在运载火箭应用的典型代表为发动机壳体。当发动机运转工作时，壳体除了承受来自内外部的压力外，会要面临轴压、弯曲、扭转及横剪等外部载荷，因此发动机壳体所用的碳纤维大多为强度5.5GPa以上、模量290GPa左右的高强中模碳纤维，如日本东丽T800、T1000和美国赫氏IM7等。
碳纤维复合材料在火箭上的应用已经相对成熟，随着碳纤维复材的更新迭代，后续出现的连续碳纤维增强热塑性复合材料相继问世。制造火箭的多个部件可能还会迎来新的变化，碳纤维航空航天应用也就得到更多的成效，我们拭目以待。
应用背景
航天飞行器的重量每减少1公斤，可使运载火箭减轻500公斤，因此，碳纤维复合材料成为目前航天飞行器结构应用范围最广、技术成熟度最高的材料。对于运载火箭和导弹而言，碳纤维复合材料不但可以实现结构轻量化，而且也是功能化的关键原材料。
目前航天器结构用碳纤维主要为PAN基碳纤维，而且以高强中模（T系列）、高强高模（MJ系列）为主，如火箭、导弹发动机大多采用高强中模碳纤维，导弹支架、支座或托架等结构采用了高强高模碳纤维。
在运载火箭领域，碳纤维复合材料可用于制造固体发动机壳体结构、箭体整流罩、仪器舱、级间段、发动机喷管喉衬、卫星支架、低温贮箱等部件。碳纤维复合材料在运载火箭应用的典型代表为发动机壳体。当发动机运转工作时，壳体除了承受来自内外部的压力外，会要面临轴压、弯曲、扭转及横剪等外部载荷，因此发动机壳体所用的碳纤维大多为强度5.5GPa以上、模量290GPa左右的高强中模碳纤维，如日本东丽T800、T1000和美国赫氏IM7等。
碳纤维复合材料在火箭上的应用已经相对成熟，随着碳纤维复材的更新迭代，后续出现的连续碳纤维增强热塑性复合材料相继问世。制造火箭的多个部件可能还会迎来新的变化，碳纤维航空航天应用也就得到更多的成效，我们拭目以待。
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