新一代航空发动机新结构设计及其对新材料与新工艺需求分析

摘要：随着航空动力技术的不断演进，发动机的结构设计、材料及制造工艺三者协同发展，为发动机性能的提升提供了关键支撑。一代发动机，一代结构设计方法，一代材料与制造工艺。尤其是近年来，伴随着发动机需求的复杂化和多样化，新结构、新材料和新工艺逐渐呈现出跨代创新的发展趋势。系统对比了各代军用涡扇发动机在结构设计、材料应用及制造工艺方面的特点，揭示了新一代航空发动机的3 大核心技术创新方向：在结构设计领域，聚焦高结构效率整体式设计、高推进效率轻质化设计和长寿命高可靠结构设计，深入解析了空心点阵、拓扑优化、微纳仿生、耐高温/隐身/透波一体化多功能结构和变体结构等突破性技术；在材料创新方面，确立了超耐温结构材料、轻质高强材料、隐身材料、智能超材料等关键材料的材料体系，着重分析了这些新型材料在极端服役环境下的性能要求与应用前景；在制造工艺方面，分析了激光加工、增材制造、微纳制造及智能制造等先进制造技术对复杂构件成形和质量控制的革命性影响，构建新一代航空发动机制造技术体系。旨在为航空发动机的未来发展提供前瞻性参考与指导。

航空 2026年07月07日 1 点赞 0 评论 233 浏览

折纸超材料及其在航空航天领域的应用与展望

摘要：随着航空航天技术的快速发展，未来航天器对结构、性能和功能的要求愈加严苛，轻量化、高强度、具备多功能和多模态变形能力的材料设计成为关键需求。折纸超材料因其独特的几何设计和力学特性，具有可重构、多稳态和能量吸收的特性，已成为航空航天领域的研究热点。这类材料通过精密折叠结构，结合现代数学建模与材料科学，具备可调控变形、轻量化、易展开与回缩等优势。在航天领域，折纸超材料不仅可应用于可展开结构（如天线、太阳能帆板等），还在减震、吸能、防护等方面展现出潜力。折纸超材料的可编程几何特性赋予航天器自适应变形能力，能应对太空环境中的外部压力和温度变化，提升结构可靠性与寿命，并有效降低发射成本。综述了折纸超材料的特性、设计方法、制造技术及应用，探讨其在航空航天中的发展趋势与未来研究方向。

航空 2025年11月04日 1 点赞 0 评论 844 浏览

航空航天先进制造理论与技术研究现状及趋势

摘要：先进制造理论与技术是科技进步和社会发展的基石，也是支撑航空航天工业及国防建设的基础，同时也是促进高端装备革新的关键。但是，随着新材料新结构的发展，传统制造技术难以满足航空航天领域关键零部件加工要求。因此，先进制造理论与技术成为航空航天领域的重要研究方向，获得了快速发展。首先介绍了航空航天先进制造理论与技术的内涵和特点，总结了高速/超高速加工、精密成形制造、微细与纳米加工、原子及近原子尺度加工、现代特种加工、快速原型制造以及绿色制造等航空航天领域典型先进制造理论与技术的基本原理、应用领域以及适用材料范围。其次，归纳了先进制造理论与技术的最新研究进展，包括高速高效加工技术、高性能复合加工技术、智能控制加工技术、大型化、微型化以及新兴材料技术。再次，深入探讨了当前先进制造理论与技术所面临的主要挑战和未来的发展趋势。随后，阐述了先进制造理论与技术的工程应用和设计制造一体化，并强调其在航空航天制造领域的重要地位。最后，分析了航空航天新一代先进制造理论与技术涉及的前沿领域，明确未来发展要点，指出重点发展方向。

航空 2025年11月03日 1 点赞 0 评论 898 浏览

空天飞行器超轻质防隔热一体化复合材料研究进展与展望

摘要：新一代高马赫数空天飞行器正面临“热−力−化”多场耦合作用下极端“新热障”的严峻挑战，对热防护系统提出了轻量化、高效隔热、可重复使用及多功能一体化等严苛要求。聚焦“防隔热一体化”这一核心目标，系统梳理材料技术从被动承载向主动管理、从单一功能向协同防护的演进逻辑。以轻质烧蚀防隔热复合材料、可重复使用刚性隔热瓦及其一体化结构、耐高温气凝胶复合材料，以及柔性热防护复合材料4 类关键材料体系为主线展开深入分析，不仅总结了相关领域的最新研究进展，更揭示了其正经历从“单一材料性能优化”向“材料-结构-工艺一体化协同设计”的范式转变。最后，提出未来重点突破方向包括多尺度协同设计、可重复使用机理深化、智能化多功能集成及低成本高效制造，旨在为空天飞行器热防护技术的体系化创新与跨越式发展提供系统的理论支撑与清晰的技术路径。

航空 2026年09月28日 1 点赞 0 评论 8 浏览

航空发动机轴承概念设计主要影响因子分析

摘要：轴承作为航空发动机的重要零部件，在苛刻工作环境下常面临着失效的风险。介绍了典型结构航空发动机主轴轴承、附件传动齿轮箱轴承、减速器齿轮箱轴承的工作特点，重点分析了轴承设计时应满足的耐停车高温、润滑油中断运转能力、良好工艺性、先进的质量保证体系等要求，并进一步总结了轴承类型、材料、特殊结构、保持架类型、表面处理、润滑等概念设计主要影响因子，同时给出了相应的设计方法。

航空 2026年09月24日 1 点赞 0 评论 33 浏览

极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

摘要：综述了极端环境下航空航天复合材料的设计进展及应用现状。首先分析了国内外复合材料的研究现状，阐述了复合材料在军民用飞机、运载火箭等装备中的典型应用场景。在此基础上，重点探讨了温度载荷、机械冲击和化学腐蚀等极端环境因素对复合材料性能的影响机理，揭示了多场耦合作用下材料的损伤演化规律。在设计方法层面，深入阐述了组分设计、结构设计和铺层设计3 个关键环节的研究进展，特别强调了多尺度模拟方法和智能优化算法在提升材料设计方面的重要作用。最后基于当前技术瓶颈与未来需求，对航空航天复合材料的发展趋势进行了展望。

航空 2026年09月15日 1 点赞 0 评论 91 浏览

抗氧化烧蚀超高温陶瓷涂层研究进展

摘要：现代航空航天器的快速发展对其高温结构材料的性能要求日趋提高，超高温陶瓷（UHTCs） 涂层具有高熔点、优异的耐烧蚀性能和化学稳定性，是极具潜力的航天发动机、高超声速飞行器的热防材料。系统介绍了UHTCs涂层的发展概况，重点综述了碳化物和硼化物UHTCs的抗氧化烧蚀性能、研究现状和不足，并展望了该类涂层材料的发展前景和趋势，以期为耐烧蚀超高温复相陶瓷涂层材料的开发提供有益参考。

航空 2026年09月14日 1 点赞 0 评论 75 浏览

飞机迎风面蒙皮涂层高动态雨蚀损伤评价和机理

摘要：目的飞机在雨中高速飞行时，机体迎风面蒙皮涂层受到雨滴冲击作用而产生损伤，出现表面开裂、剥离等典型损伤，会降低结构的安全性和功能性，因此需要对蒙皮涂层的雨蚀损伤机理进行深入研究。方法利用一级轻气炮搭建的单射流试验平台和水切割装置改装的多射流试验平台模拟雨滴冲击。针对以碳纤维T300 编制材料为基体，表面涂有3 种同等厚度的聚氨酯涂层材料，在不同试验条件下对材料进行雨蚀试验研究。结果在 617 m/s 冲击速度条件下，以0°、15°、30°的冲击角度以及在15°冲击角度，430、490 和555 m/s 的冲击速度下对三种涂层材料进行单射流试验；对三种涂层材料在 350、370 和420 m/s 的冲击速度下，进行1 000 次冲击的多喷射流试验。结果表明：随着冲击角度和速度的变化，三种涂层材料的损伤趋势是一致的；典型损伤形貌相同，即当水锤压力低于涂层材料的屈服强度极限时，损伤区域由环形损伤包围中央未损伤区域构成；当水锤压力超过材料的屈服强度极限时，水锤压力结合侧向射流会造成1~2 倍液滴直径的损伤区域。多射流与单射流的试验结果具有相似性。结论通过对比单射流与多射流试验下涂层材料的典型损伤形貌可知，材料的雨蚀损伤机理与自身的力学性能关系密切。根据三种涂层材料在不同试验参数下的损伤结果，材料1 性能最佳，在多种试验条件下均有良好的表现，能够满足飞机在不同环境下的飞行需求。

航空 2026年09月10日 0 点赞 0 评论 148 浏览

NiTi合金与异种金属焊接及其在航天航空装备制造领域的应用

摘要： NiTi合金是一种具有重要工业价值的形状记忆材料，具有良好的形状记忆效应、耐磨性、超弹性和生物相容性，在许多领域都有极其广泛的应用前景.受限于其加工难度较大，为满足NiTi 形状记忆合金结构件的轻量化要求，通常需要将NiTi 形状记忆合金与其他易于加工的材料进行焊接.异质材料的焊接既能充分发挥材料本身的性能优势，又能大大减少由材料带来的系统集成的问题.文中主要介绍了NiTi 形状记忆合金与异种金属的熔化焊与固相焊方法，分析了焊接过程中面临的主要难题及其解决措施.最后文中在NiTi 形状记忆合金与异种金属焊接的基础上，介绍了其在航天航空制造领域的应用.文中总结了NiTi 形状记忆与异种金属焊接的研究进展，同时为优化异质金属焊接接头质量提供思路.创新点： (1) 总结了国内外对于NiTi 记忆合金的各种焊接方法及其面临的难题，归纳了目前已有的解决方法，为NiTi 形状记忆合金的高质量焊接提供新思路.(2) 介绍了NiTi 形状记忆合金作为特种材料在航空航天领域的应用.

航空 2026年09月09日 1 点赞 0 评论 84 浏览

基于拓扑优化的无人机机翼增材制造接头结构轻量化设计

摘要： 为实现大尺寸无人机机翼接头结构在轻量化、高强度与增材制造可行性之间的多目标协同优化，创新性地提出一种融合自支撑工艺约束的拓扑优化与静力学迭代协同设计方法. 基于选区激光熔化(SLM) 技术特性，采用变密度法(SIMP) 对Al-Mg-Sc-Zr 高强铝合金接头壁板进行拓扑优化，首次引入悬挑角θ≥45°的工艺约束，以应力不超过180 MPa 为强度目标、重量减少60% 为轻量化约束，实现了结构性能与制造可行性的同步优化. 通过有限元分析验证，优化后接头重量降低13.78%，最大等效应力由183.251 MPa 降至175.451 MPa(降幅4.4%)，应力分布更趋合理；最大变形量0.079 mm，仍满足0.1 mm 的变形极限. 结果表明，通过结构—工艺协同设计，实现了轻量化与承载性能的同步提升，为无人机承力构件"设计—制造一体化"提供了创新方法与实践依据.创新点： (1) 提出融合自支撑约束的拓扑优化方法，实现结构与工艺协同设计.建立性能与工艺适配策略，通过拓扑优化实现轻量化与应力优化.

航空 2026年09月07日 1 点赞 0 评论 101 浏览