我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的研究早在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始，經(jīng)過40多年的努力，我國(guó)在先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)水平不斷提高，現(xiàn)階段，我國(guó)逐漸實(shí)現(xiàn)了從完成了從次承力構(gòu)件向主承力構(gòu)件的過渡，先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)被運(yùn)用到廣大領(lǐng)域，進(jìn)入到了實(shí)踐應(yīng)用階段，另一方面，與國(guó)外先進(jìn)復(fù)合材料相比，現(xiàn)階段我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料在設(shè)計(jì)理念、制備方法、加工設(shè)備、生產(chǎn)工藝以及應(yīng)用規(guī)模上都存在差距，例如，我國(guó)軍用戰(zhàn)斗機(jī)中復(fù)合材料的用量低于國(guó)外先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的復(fù)合材料用量，僅有少數(shù)的軍用戰(zhàn)斗機(jī)超過20%，例如J－20其復(fù)合材料的用量約為27%。我國(guó)成功研制的C919大型民用飛機(jī)，單架飛機(jī)的先進(jìn)復(fù)合材料的用量超過16噸，標(biāo)志著我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用水平在不斷提高。

復(fù)合材料的特性：結(jié)構(gòu)整體化。先進(jìn)復(fù)合材料能夠被加工為整體部件，也就是應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料部件來取代金屬部件。在一些較為特殊的輪廓及表層比較復(fù)雜的部件當(dāng)中，利用金屬制造往往可行性相對(duì)較差，而應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料往往便可有效滿足于實(shí)際的工作需求。經(jīng)濟(jì)效益最大化。將先進(jìn)復(fù)合材料應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)量的大幅度精簡(jiǎn)。因?qū)B接復(fù)雜的部件往往不需要采取焊接、鉚接等方式，因而對(duì)于連接傳統(tǒng)部件的需求量也便可以大大減少，進(jìn)而使得材料的裝配成本與時(shí)間也能夠有效降低，提高效率從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

可設(shè)計(jì)性。應(yīng)用纖維、樹脂、復(fù)合結(jié)構(gòu)等方式可得到多種性能、形狀存在明顯差異化的復(fù)合材料，選取出適當(dāng)?shù)牟牧霞颁亴哟涡虮憧杉庸こ鰶]有膨脹系數(shù)的復(fù)合材料，同時(shí)其尺寸穩(wěn)定性也要明顯優(yōu)于一般的金屬材料。功能多樣性。隨著先進(jìn)復(fù)合材料材料的不斷發(fā)展，其不斷融合了許多優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能、生物性能、力學(xué)性能等。而且各類先進(jìn)復(fù)合材料其本身的構(gòu)成比例也不盡相同，在功能方面也會(huì)產(chǎn)生出一定的差異性，目前綜合性及多功能性已成為先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)展的一項(xiàng)主流趨勢(shì)。

金屬、有機(jī)非金屬、有機(jī)高分子等若干種材料運(yùn)用復(fù)合工藝組成的新興材料即是先進(jìn)復(fù)合材料，先進(jìn)復(fù)合材料不止能夠保留原有組成材料的特點(diǎn)，還能夠?qū)⒏鞣N組成材料的優(yōu)良性能進(jìn)行綜合，相互補(bǔ)充和關(guān)聯(lián)各種材料的性能，能夠給新興復(fù)合材料帶來無可替代的優(yōu)越性能。

先進(jìn)復(fù)合材料簡(jiǎn)稱ACM，指的是碳纖維等高性能增強(qiáng)相增強(qiáng)的復(fù)合材料。先進(jìn)復(fù)合材料的多種性能都優(yōu)于普通鋼、鋁金屬材料，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠有效地減輕航空航天設(shè)備的質(zhì)量，同時(shí)賦予航空航天設(shè)備特殊的性能，例如吸波、防熱等。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用：在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，高性能系統(tǒng)對(duì)于材料本身在輕型化與耐高溫方面有著更加嚴(yán)苛的要求。新型材料與工藝技術(shù)的快速發(fā)展是為了服務(wù)于新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展要求，特別是最新的先進(jìn)復(fù)合材料已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如將發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流動(dòng)通道中應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料，便可僅需少部分甚至無需冷卻氣體來冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部位，從而也便可促使渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī)的重量大大降低，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率也將達(dá)到更大水平，相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能、耐久能力、燃油經(jīng)濟(jì)性等也便能夠得到大幅度的提升。

無人機(jī)中的應(yīng)用：在未來的航空領(lǐng)域發(fā)展過程中，無人機(jī)將是至關(guān)重要的一個(gè)發(fā)展方向，無人機(jī)的主流發(fā)展趨勢(shì)便是飛行高度更高、時(shí)間更長(zhǎng)、隱身效果更好，要想提高無人機(jī)制造效率、較小制造成本，復(fù)合材料的應(yīng)用便將成為重要的一項(xiàng)技術(shù)工程。例如將石墨/環(huán)氧復(fù)合材料應(yīng)用在無人機(jī)的尾翼部位，相較于傳統(tǒng)的鋁合金混合結(jié)構(gòu)其重量可減小60%以上。此外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)用復(fù)合材料還能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)金屬材料所難以企及的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，如超聲速飛行的前掠翼飛機(jī)。

導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用：碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料所制成的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)相較于鋁結(jié)構(gòu)其重量將降低40%以上。目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家在導(dǎo)彈發(fā)射筒的制造上也開始采用先進(jìn)的復(fù)合材料，如美國(guó)的“MX”導(dǎo)彈、俄羅斯的“白楊M”導(dǎo)彈等。由于采用先進(jìn)復(fù)合材料所制造出的導(dǎo)彈發(fā)射筒通過大幅度降低自身重量后能夠顯著提升導(dǎo)彈的靈活性。目前我國(guó)在這一方面也開展了相關(guān)的研究工作，并研發(fā)出了應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料所制造的儀器艙，能夠顯著提升戰(zhàn)略導(dǎo)彈的靈活性與機(jī)動(dòng)性，有著十分出色的應(yīng)用效果。

在運(yùn)載火箭的鋼殼體材料中，某些發(fā)達(dá)國(guó)家早在上世紀(jì)50年代便開始應(yīng)用用纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體，相比較于傳統(tǒng)鋼殼體，應(yīng)用這一材料能夠減輕超過50%以上的結(jié)構(gòu)自重，在這一基礎(chǔ)上，美國(guó)緊接著又研發(fā)了“MX”三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，芳綸/環(huán)氧復(fù)合材料在其殼體上的應(yīng)用得到了十分優(yōu)秀的效果，此種結(jié)構(gòu)形式的殼體重量相較于纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體其重量又可進(jìn)一步降低50%左右。在先進(jìn)復(fù)合材料的快速發(fā)展過程中，將其應(yīng)用于運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)價(jià)值愈發(fā)突出。當(dāng)前我國(guó)在運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體制造方面也開始逐漸采用先進(jìn)復(fù)合材料，現(xiàn)已能夠?qū)⒎季]/環(huán)氧材料以及玻璃纖維/環(huán)氧復(fù)合材料成功應(yīng)用于運(yùn)載火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體之內(nèi)。在運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面充分應(yīng)用以先進(jìn)復(fù)合材料，可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)重量的大幅度減小，促進(jìn)其發(fā)動(dòng)機(jī)性能的顯著提升。

衛(wèi)星結(jié)構(gòu)質(zhì)量將會(huì)直接影響到衛(wèi)星本身的功能特性，針對(duì)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)采取輕型化設(shè)計(jì)現(xiàn)已成為衛(wèi)星結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)主流趨勢(shì)。對(duì)通訊衛(wèi)星的推力桶應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料制造，其重量相較于傳統(tǒng)的鋁結(jié)構(gòu)可減小30%左右，所減小的重量可新增450條以上的電話線，并且還能夠大幅度降低衛(wèi)星發(fā)射成本，有著極高的經(jīng)濟(jì)性效果。

先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)成為評(píng)價(jià)航空航天器制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是提高航空航天器結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù)。由于我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用水平和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還存在一定的差距，但是先進(jìn)復(fù)合材料方面的研究已經(jīng)被國(guó)家通過大量投入來強(qiáng)化，其發(fā)展前景良好。未來先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

智能化。復(fù)合材料智能化研究，能夠給國(guó)家創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，在未來智能型先進(jìn)復(fù)合材料會(huì)應(yīng)用在航空航天器外表：在未來航空器表面增加各種傳感器，能夠?qū)χ車h(huán)境各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，以及通信，使用電子設(shè)備和其它飛機(jī)系統(tǒng)，保證飛機(jī)在某些特殊情況下平穩(wěn)操作。多功能化在減小航空航天器體積的基礎(chǔ)上，為了滿足航空航天器的突防能力要求，許多結(jié)構(gòu)部件需要同時(shí)具備多種功能以及優(yōu)良的性能，現(xiàn)階段，多功能先進(jìn)復(fù)合材料的研究已經(jīng)從雙功能型向三功能型方向甚至多功能方向轉(zhuǎn)變。質(zhì)量輕、性能高目前，使用先進(jìn)復(fù)合材料可以使航空航天器的質(zhì)量減輕20%左右，如果以現(xiàn)在的成績(jī)與國(guó)外的先進(jìn)復(fù)合材料相減重25%以上的成績(jī)相比還存在不小差距，原因是現(xiàn)階段我國(guó)先進(jìn)復(fù)合材料的整體性能較低，因此，在未來的發(fā)展過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)度、抗彎、抗剪能力以及整體性等方面的研究，研發(fā)出整體性好、強(qiáng)度高和韌性高的先進(jìn)復(fù)合材料。
 

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