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太阳能飞机技术与应用发展研究

太阳能飞机技术与应用发展研究

摘要：太阳能飞机是一种完全由太阳能驱动的绿色新能源航空器，具有高空长航时飞行、灵活作业和零碳排放等优势，是全球航空航天业重点发展的新兴领域。本文系统调研了国内外太阳能飞机的发展现状，梳理了关键技术图谱与面临的挑战，包括先进气动设计技术、高效低成本太阳能电池技术、高能量密度储能电池技术以及高效宽工况推进技术。在此基础上，基于能量平衡和质量平衡原理，建立了太阳能飞机总体性能仿真模型，预测了各组件重量、可持续飞行高度和载重能力的未来演化趋势。研究表明，太阳能飞机的发展方向以长航时、高空飞行的太阳能无人机为主，在军事侦察、环境监测和中继通信等领域具有重要应用前景。结合技术分析与性能预测结果，论证提出了太阳能飞机近、中、远期的发展目标与重点任务，并从总体思路、技术攻关和体系建设3 个层面提出了促进其持续、稳步、快速发展的发展建议，以期为我国太阳能飞机的领域布局和相关研究提供参考。
航空 2026年01月26日
面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同

面向增材制造的航空发动机支架拓扑优化与工艺协同

摘要: 针对航空结构件拓扑优化设计中，轻量化与强度性能及快速成型工艺的温度场与应力场协调性不足的问题，提出一种将结构轻量化与选区激光熔化( SLM) 成型工艺结合的一体化设计方法，基于体积约束和结构柔度最小化原理，采用面向增材制造( DfAM) 的理论方法，对航空发动机铝合金支架进行结构拓扑优化和打印工艺的协同设计理论研究。首先，采用静力学数值模拟对支架的四种单一极限工况进行力学分析，确定拓扑优化的设计域以及边界条件; 然后，在单一工况拓扑优化的基础上提出了多工况优化设计，并考虑了增材制造工艺约束; 最后，结合SLM 成型过程的数值仿真，确定铝合金航空支架的打印工艺。仿真结果表明: 结构优化后的支架满足力学性能要求，且重量比原设计模型减轻27%。试验结果表明: 结构和打印工艺协同优化后的SLM 成型支架表面质量较佳，零件激光扫描误差精度达CT7级，X-Ｒay检测结果显示支架无内部微裂纹、孔洞，抗拉强度≥396MPa，具有较佳的成型质量与表面精度。采用的面向增材制造的拓扑优化与SLM工艺优化及成型方法，能够为高效完成结构件产品一体化设计与制造提供有益参考。
航空 2026年01月22日
超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望

超润滑薄膜研究进展及在航天领域的应用展望

摘要：固体润滑薄膜以其非挥发性和宽温域适应性，成为空间机构极端环境长效运行的核心保障。近年来，超润滑技术实现从基础研究到宏观尺度的突破，虽未达理论零摩擦，但其在航天领域的技术优势显著。本文聚焦航天领域特殊工况，系统分析过渡金属二硫化物（ＴＭＤｓ）和氢化类金刚石碳（Ｈ-ＤＬＣ）薄膜的超润滑机制，阐明实现宏观尺度超润滑的关键科学问题与技术挑战。ＴＭＤｓ 需满足原子级洁净界面、范德华主导机制及非公度接触三大本征条件，通过超晶格异质界面工程、多层梯度薄膜构筑等创新策略，使ＭｏＳ２ 在宏观尺度下也具备超润滑特性；Ｈ-ＤＬＣ 真空超润滑依赖碳原子氢钝化效应，通过氢含量调控、元素掺杂及多层复合结构设计解决氢脱附引发的失效问题。建议分阶段推进超润滑固体薄膜技术在航天工程中的应用，在技术发展初期阶段，首先选择一次性机构（压紧释放机构、展开机构），逐步拓展至长寿命连续运行机构，通过持续迭代优化，推动超润滑技术成为新一代航天器的核心支撑技术。
航空 2026年01月21日
国产高端装备在航空发动机制造领域应用现状和发展趋势

国产高端装备在航空发动机制造领域应用现状和发展趋势

摘要：航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”。随着全球制造业竞争加剧，航空发动机制造领域的高端装备自主可控已成为我国航空制造业走向世界航空强国的重要任务。文章系统梳理了国产五轴机床、拉床、3D打印设备及微孔加工设备的技术发展现状、关键成果、存在问题及未来方向。国产五轴机床通过结构创新与工艺优化，逐步实现进口替代；国产拉床在智能化与精密加工领域取得突破；3D打印设备在多轴联动与材料多样性方面持续创新；微孔加工设备则通过复合工艺提升加工质量。然而，核心技术依赖进口、工艺标准化不足、智能化水平较低等问题仍制约行业发展。未来需加强自主创新、推动技术集成、完善标准体系，以促进我国高端装备制造业支撑我国航空发动机产业的高质量发展。
航空 2025年12月03日
航空航天用智能纤维与制品

航空航天用智能纤维与制品

摘要:近年来, 智能纤维与制品在航空航天领域的应用受到了广泛关注. 这些智能材料通过将传感、能量收集、自修复等功能集成到传统纺织结构中, 不仅提高了航空器的性能, 还大大增强了其安全性和可靠性. 本文综述了智能纤维与制品在航空航天领域的最新研究进展, 包括其在结构健康监测、能量回收、振动和噪声控制等方面的应用. 通过详细分析不同类型智能纤维的材料特性和功能机制, 探讨了其在实际应用中的潜力与挑战. 此外, 本文还展望了未来智能纤维与织物在航空航天领域的发展方向, 提出了可能的研究热点和技术突破点, 以期为相关领域的研究和应用提供参考.
航空 2025年12月02日
300M钢起落架作动筒挤压成形数值模拟

300M钢起落架作动筒挤压成形数值模拟

摘要: 针对飞机起落架传统制造工艺中成形载荷大、材料利用率低、生产周期长等问题, 提出利用反挤压工艺制造300M钢起落架作动筒件, 设计了反挤压模具及坯料形状, 并使用Deform-3D进行有限元模拟, 分析了挤压温度为1050~1150℃、挤压速率为30~120 mm·s-1 时挤压过程中温度、等效应变、挤压力的变化规律。结果表明: 随着挤压温度或挤压速率的上升,锻件温度均呈上升趋势, 但温度分布规律基本不变; 锻件挤压前期的挤压力随挤压温度的上升而降低, 后期挤压力差异不显著; 高挤压速率下初始挤压载荷较大, 但曲线更加平稳, 挤压温度为1050℃、挤压速率为120mm·s-1时挤压载荷基本稳定在6.0×106N; 不同挤压温度和挤压速率下的平均应变差分别为4.55%和3.41%, 其等效应变量比例和分布规律差别很小。综合分析, 最佳工艺参数组合为挤压温度为1130℃、挤压速率为30~50mm·s-1。
航空 2025年12月01日
航空发动机及燃气轮机热障涂层高温腐蚀与防护

航空发动机及燃气轮机热障涂层高温腐蚀与防护

摘要：热障涂层是航空发动机及燃气轮机热端部件的关键热防护技术。随着热障涂层技术的发展，发动机的工作温度大幅提升，燃油效率和推重比显著提高，但热障涂层却面临日趋严重的高温腐蚀问题，包括环境沉积物(主要成分为CaO，MgO，Al2O3和SiO2，简称CMAS)腐蚀、熔盐腐蚀以及CMAS和熔盐的耦合腐蚀，它们会导致热障涂层过早失效，严重威胁航空发动机和燃气轮机的安全运行。本文综述了CMAS、熔盐、CMAS+熔盐等腐蚀问题的产生和腐蚀机理，重点从新型抗腐蚀热障涂层材料开发、涂层结构设计两方面总结了国内外在抗高温腐蚀热障涂层方面的研究进展。通过全面梳理高温下热障涂层的腐蚀问题及防护方法，展望了未来抗高温腐蚀长寿命热障涂层的研究方向。
航空 2025年11月29日
热障涂层金属粘结层制备与研究进展

热障涂层金属粘结层制备与研究进展

摘要：热障涂层是航空发动机和地面燃气轮机提升工作效率、延长服役寿命的关键技术和重要手段。粘结层作为热障涂层系统中的重要组成部分，一方面可缓解陶瓷层和高温合金基体间的热不匹配应力，提高热障涂层系统热稳定性；另一方面，高温下通过生长一层致密且连续的Al2O3层，保护合金基体免受氧化和腐蚀。因此，粘结层性能直接决定了热障涂层系统的服役寿命。本文系统总结了传统粘结层材料、制备方法及其优缺点等方面的研究进展，同时介绍了新型高熵合金粘结层体系，重点关注其成分设计、结构及抗氧化性能等方面的研究现状及不足。最后，对粘结层材料的研究方向进行了展望。
航空 2025年11月28日
适用于航空热管理的相变材料研究进展

适用于航空热管理的相变材料研究进展

摘要：航空领域的热管理至关重要，良好的热管理可以提高设备能效，提升系统的稳定性和可靠性。本文阐述了航空领域进行热管理应用的需求，分析了利用相变材料辅助热管理的优势，指明了当前航空领域热管理所需相变材料热物理性能面临的挑战。本文梳理了通过多种方法对相变材料热性能进行优化的方案，重点讨论了分子设计、共晶混合、分散添加剂和封装技术等用于制备复合相变材料的策略及其性能提升效果。同时，介绍了相变材料常用的换热性能测试和仿真方法。现有研究存在的主要问题是相变材料的分子设计和部分共晶混合缺乏系统化理论或模型指导。未来，结合机器学习、量子化学计算和分子动力学模拟等方法有望得到更理想的设计方法。通过综述相变材料在航空热管理领域应用的研究进展，期望为相关材料的设计、制备和性能验证提供指导和启示。
航空 2025年11月27日
固体发动机增材制造技术研究进展及应用展望

固体发动机增材制造技术研究进展及应用展望

摘要：近年来金属材料、连续纤维增强复合材料、固体推进剂材料增材制造技术发展迅速，国外已经率先实现了固体发动机增材制造的工程化应用。概述了国内外固体发动机金属件增材制造、复合材料壳体增材制造、复合固体推进剂增材制造技术研究进展，结合增材制造技术优势，提出固体发动机增材制造技术未来应用设想。
航空 2025年11月26日