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空间探测烧蚀防热材料应用及发展

空间探测烧蚀防热材料应用及发展

摘要：烧蚀防热材料因其高可靠性及宽适用性而被绝大多数空间探测器所采用。不同的空间探测目标、探测器进入/再入弹道、探测器外形和防热结构质量限制等因素使得烧蚀防热材料种类繁多，但轻量高效是其发展的重要特征; 除此以外，可靠性也至关重要，在不同的热环境下，不同材料会表现出不同的烧蚀行为和特征，使得烧蚀防热材料成为空间探测活动成败的关键。本文综述了国内外探测器烧蚀防热材料的种类及应用情况，美国主要包括高密度酚醛/玻璃钢、蜂窝增强型防热材料、树脂浸渍型防热材料以及碳酚醛材料等，国内主要包括酚醛/尼龙、蜂窝增强型防热材料和NF材料，介绍了这些材料所应用的探测器、气动加热环境、防热材料性能和防热结构成型技术，总结了美国空间探测防热材料研制中出现的两次烧蚀异常及导致的探测器选材变化，可见防热材料与热环境耦合关系复杂。国内外针对防热材料抵御异常损伤开展了部分工作。已有试验结果表明，蜂窝增强型防热材料具有一定的优势。最后对空间探测防热材料的应用与发展进行了展望。
航空 2024年05月27日
航空发动机叶片精密加工工艺及装备

航空发动机叶片精密加工工艺及装备

摘要：叶片作为实现航空发动机性能的关键零部件，具有薄壁异形结构复杂、材料难加工、加工精度与表面质量要求高等典型特点，如何实现叶片的精密高效加工是目前航空发动机制造领域的重大挑战。通过对影响叶片加工精度关键因素的分析，全面总结了叶片精密加工工艺及装备的究现状，并对航空发动机叶片加工技术的发展趋势做了展望。
航空 2024年07月24日
航空发动机应用领域粉末高温合金的研究进展

航空发动机应用领域粉末高温合金的研究进展

摘要：【目的】总结粉末高温合金的材料设计和制备工艺等方面的研究进展，为研究延长航空发动机涡轮盘等关键部件的使用寿命打下基础。【研究现状】 针对近年来国内外航空发动机涡轮盘等关键部件主要材料的粉末高温合金，综述多种类型的粉末高温合金的元素组成及制备工艺，概括碳、钽、铪、硼、锆、钴、 钛、 稀土元素等微量元素对粉末高温合金性能的影响，总结热等静压、 热挤压、 粉末注射成型、增材制造等制备工艺对粉末高温合金性能的影响。【结论与展望】在材料设计方面，应优化粉末高温合金元素组成，探索添加更多高性能元素，制备更耐高温、耐氧化、力学性能优异、服役寿命长的粉末高温合金；在制备工艺方面，优化热等静压及热挤压工艺参数，继续探索完善粉末注射成型、增材制造工艺。
航空 2026年03月16日
人工智能辅助空天新材料设计研究进展

人工智能辅助空天新材料设计研究进展

摘要：极端的工作服役环境，是新一代航空航天材料面临的巨大挑战。传统的材料设计方法面临效率低、成本高、研发周期长等挑战，已严重制约航空航天材料的发展。空天新材料的研发亟需创新且高效精准的材料研发范式。人工智能（Artificial intelligence，AI）技术，尤其是机器学习和深度学习的迅猛进步，为航空航天材料研发提供了强有力的工具，可显著提升新材料设计效率和性能预测的准确性。本文系统综述了AI在航空航天材料领域的研究进展，首先介绍了AI 辅助的多尺度计算模拟与智能化试验，接着系统性地介绍了代理模型加速的材料优化设计方法和以大模型为核心的新型材料设计流程，并详细探讨了AI技术在合金材料、复合材料及超材料研发中的具体应用案例。最后，总结了AI辅助航空航天材料设计的优势与挑战，并对未来研究方向进行展望。
航空 2026年03月09日
航天器发动机耐高温复合材料支架设计与验证

航天器发动机耐高温复合材料支架设计与验证

摘要：针对第1代490Ｎ发动机复合材料支架和第２代490Ｎ发动机钛合金支架难以同时满足耐高温和轻量化双重要求的问题，设计一种应用耐高温双马树脂基复合材料的第２代490Ｎ发动机支架，并开展了分析验证和试验验证。验证结果表明：其能够承受各种复杂工况下的力、热载荷，相比第１代490Ｎ发动机复合材料支架，可将耐温能力由100℃提高至200℃，相比第２代490Ｎ发动机钛合金支架，可实现结构质量减小57.7%。耐高温复合材料支架已成功应用于多个航天器，可为航天器高质量发射和精确变轨提供可靠的技术保障。
航空 2026年03月03日
面向高马赫数固体超燃的液氨冷却特性

面向高马赫数固体超燃的液氨冷却特性

摘要： 拟使用液氨作为新型氮基燃料再生冷却剂，考虑超燃冲压发动机真实工作温度和压力参数，建立三维流动传热裂解模型， 分析液氨流动传热特性， 并与传统碳氢燃料进行对比。利用PR 状态方程和Chung 方法，描述液氨和正癸烷的物性参数；基于Lee 蒸发模型，计算冷却剂的相变；基于液氨与正癸烷的简化裂解机理，建立再生冷却通道中流体的流动传热裂解模型。数值研究了不同温度、压力下液氨的流动传热特性；对比分析相同条件下，液氨与碳氢燃料的热沉规律。结果表明液氨传热能力随压力上升而提升，压力由3 MPa 提升至17 MPa 时，平均表面传热系数增幅8.02%；相同质量流量下，以液氨作为冷却剂将大幅提升冷却能力，非裂解区最高壁温降幅度36.3%，裂解区为9.1%。
航空 2026年02月12日
运载火箭表面防护技术及其研究进展

运载火箭表面防护技术及其研究进展

摘要：运载火箭是将人类制造的卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等各种航天器推向太空的重要载具，其中运载火箭表面防护技术是其成功发射的重要保障。概述了运载火箭表面防护技术，主要包括烧蚀性热防护涂层技术、非烧蚀性热防护涂层技术、环境适用性表面涂层技术和低温绝热材料技术等。烧蚀性热防护涂层是通过质量损耗带走热量的一种有机涂层，可分为两类：环氧类烧蚀防热涂层和硅橡胶类烧蚀防热涂层，前者存在附着力好的优点，但是高温易开裂，涂层韧性差，适用于较低热流密度防护；后者耐温性好，但存在烧蚀易粉化的缺点。非烧蚀性热防护涂层是一类高红外辐射率的陶瓷无机涂层，国外已经发展了三代非烧蚀性热防护涂层材料体系，适用于可重复运载火箭关键部位的热防护，但国内研究基础与工程能力相对不足。环境适用性表面涂层主要用于应对运载火箭地面发射时面临高盐雾、高湿热、高辐射等环境工况，发展了防辐射、抗静电等防护涂层。低温绝热材料起到超低温液氧/液氢工况保温隔热的作用，主要有泡沫材料和气凝胶材料，前者较后者施工工艺更为灵活，满足复杂形状的高效隔热。总结了近年来国内外运载火箭表面防护技术的发展现状和趋势，介绍了运载火箭卫星整流罩、推进剂贮箱和舱体尾部等不同部位面临的不同防隔热需求，为相关的研究工作提供了技术参考。
航空 2026年04月22日
机载液氢燃料储供系统发展现状与展望

机载液氢燃料储供系统发展现状与展望

摘要：氢动力飞机具有高质量能量密度和近零排放的优势，成为航空业绿色转型中的重要方向。液氢燃料储供系统作为氢动力飞机的核心系统之一，其关键核心技术突破直接影响到飞机的经济性和实用性。系统综述了氢动力飞机的发展现状，重点探讨了液氢储罐、液氢增压泵、换热器等机载液氢燃料储供系统关键部件的设计与集成挑战，并凝练出机载液氢燃料储供系统发展的6 项关键核心技术，包括布局优化技术、系统轻量化技术、液氢储罐高质量储氢比与高效存储技术、供氢动态匹配控制技术、液氢冷能综合调控技术以及安全与风险控制技术。分析结果表明：机载液氢燃料储供系统布局优化是基础，依据不同飞机类型给出适用布局；液氢燃料储供系统的轻量化有助于提升飞机的航程和有效载荷，特别是液氢储罐高质量储氢比与高效存储尤其重要；供氢动态匹配控制和液氢冷能综合调控技术适用于飞机动态工作阶段；通过结合国际标准并采用多重安全设计以降低泄漏与火灾风险，保障氢动力飞机运行安全。以上机载液氢燃料储供系统的关键部件研制、关键核心技术突破与相关标准建立，不仅有效推动氢动力飞机的商业化进程，而且为低空经济及航空业碳中和目标提供了重要支撑。
航空 2026年02月04日
保持战略定力推进氢能航空动力科技创新发展

保持战略定力推进氢能航空动力科技创新发展

摘要：氢能作为零碳、高热值的清洁能源，被视为航空业脱碳的关键路径，主要航空强国已纷纷布局氢能航空技术研发。本文系统阐述了氢能在航空领域应用的必要性与可行性：氢能可助力航空业实现零碳排放、提升飞行性能，并已通过多项历史验证与当代工程研究证实其技术潜力和发展前景。全球氢能航空正从概念研究迈向工程应用，产业链与生态系统加速构建。然而，氢能航空仍面临储氢技术、燃烧控制、燃料电池功率密度、试验设施不足、产业链不完善及缺乏顶层统筹等挑战。对此，建议保持战略定力，打造氢能航空国家战略科技力量，创新科研组织模式，构建全产业链创新生态，并通过国家重大专项推动技术、政策与基础设施协同发展。
航空 2026年04月01日
等离子喷涂树脂基体抗氧化材料及涂层的研究

等离子喷涂树脂基体抗氧化材料及涂层的研究

摘要：随着航空发动机的日益发展，燃烧室火焰温度的不断提高，广泛应用于航空发动机冷端部件的树脂基复合材料面临着更加严苛的氧化烧蚀环境，而在树脂基复合材料表面制备抗氧化烧蚀涂层则是一种有效可行的应对策略。在各类涂层方案及体系中，兼具隔热、抗氧化、应力缓冲等特点的多层结构体系受到广泛关注，该研究提出Al/NiCoCrAl/YSZ三层结构涂层，并使用酚醛树脂和SiO2对YSZ 进行改性，利用喷雾造粒的方法对改性后的复合粉体进行制备，使用大气等离子喷涂方法在碳纤维增强的聚酰亚胺基复合材料表面制备涂层样品。在热流密度为100J/(m2·s)的氧乙炔燃流条件下，酚醛树脂含量为6wt.%改性的涂层的防护效果最佳，试样的线烧蚀率为4.42×10−4mm/s，质量烧蚀率为9×10−6g/s。
航空 2026年01月29日