3D打印技术发展趋势及其在商业航天上的应用
摘要：3D 打印技术具有对结构件复杂程度不敏感的特点，可实现轻量化、一体化、个性化产品的快速制造，已从原型制造逐渐向实际应用拓展，涉及航空航天、医疗、交通、电子等领域。由于金属3D 打印在航空航天领域有着先天的技术优势，在商业航天等新兴领域的应用越来越广。本文综述了3D 打印技术在不同领域的应用现状，重点突出在商业航天领域的应用，展望了3D 打印技术在商业航天上的广阔前景。
新能源航空发动机发展战略研究
摘要：全球采用新能源代替煤炭、石油等化石能源的进程正在加快，新能源及其动力系统正在重塑世界发展格局；落实“双碳”战略目标、保障航空能源安全以及航空业可持续发展，都需要加快推动航空动力从传统化石能源动力到新能源动力的变革。本文阐述了太阳能、电能、氢能、核能、氨能、可持续航空燃料等新能源航空动力的发展意义，总结了新能源与航空动力融合的发展态势，综合分析了新能源到航空动力转换的工程实用性和应用场景。研究提出了新能源航空发动机的发展目标和发展重点：大力推动可持续航空燃料与自主航空动力装备协同发展，进一步加强电能和氢能航空动力技术攻关，持续开展太阳能航空动力应用推广和核能航空动力探索研究。研究建议，推动设立新能源航空技术与产业协同发展专项、加快新能源航空动力研发和使用进程、强化新能源航空动力产业的金融财税保障、构建新能源航空动力国际合作生态链，全面提升航空领域的科技创新能力与核心竞争力，支撑先进航空装备更新换代，促进航空产业不断优化升级。
智能航空发动机——本体智能化技术概述
摘要：智能化能提升什么、智能化的核心技术是什么、智能化靠什么实现，是目前在航空发动机领域应用智能技术面临的三个核心问题。本文从理解智能化思维与传统思维模式区别的角度去阐明上述三大问题，梳理航空发动机本体智能化的功能效用、核心技术和实现途径。通过文献梳理，总结出智能航空发动机与传统航空发动机的最大区别，即不在于结构和工作原理上的改变，而在于通过智能手段对数据利用的广度、深度和速度。可以进一步理解为，智能航空发动机摆脱了机械思维模式下追求参数因果关系的技术思路，转而追求大数据、多维度、高实时下的多源异构信息的关联性，从而能在常规技术水平下发挥出航空发动机的最佳性能，在新技术的匹配下更能实现发动机的性能跨越。
激光增材制造技术在航空制造领域的研究与应用进展
摘要：增材制造是一种实现复杂结构精密“控形”和高性能“控性”相结合的制造方式，在航空航天等高端制造领域具有极大的应用前景。通过以金属构件的选区激光熔化（SLM）和激光熔化沉积（LMD）工艺为代表，阐述这两种技术的发展历程、在民用飞机制造领域的适航研究进展和在航空制造领域的应用案例，并分析了激光增材制造技术在民用飞机制造领域的发展趋势及挑战。
生物质多环碳氢高密度航空燃料合成
摘要:高密度航空燃料是一类为提高航空航天飞行器的飞行性能而人工合成的液体碳氢化合物。与常规燃料相比，它具有高密度和高体积燃烧热值等优点，能有效提高飞行器的航程、航速、载荷等飞行性能。随着全球化石资源的日益减少和生态环境的持续恶化，以生物质为原料合成高密度航空燃料成为研究热点。本文综述了近年来由生物质平台分子及其衍生物合成多环碳氢高密度航空燃料的研究进展，主要介绍了高密度燃料合成中常见的构筑多环结构的C-C 键偶联方法，包括羟醛缩合反应、烷基化反应、羟醛缩合-氢化脱氧-分子内烷基化反应、Diels-Alder 反应、光照2+2 环加成反应、重排反应；讨论了催化剂对C-C 键偶联反应的影响因素；总结了大量的多环碳氢高密度航空燃料的性能，讨论了分子结构和组成对燃料性能的影响，取代基的适当引入、多组分燃料的形成是提高燃料综合性能的主要方法，以平台分子合成石油基型高密度燃料也是提高生物质高密度航空燃料综合性能的一种策略；最后，展望了生物质多环碳氢高密度航空燃料合成的新趋势。
空间太阳能电站关键材料技术需求展望
摘要：空间太阳能电站( Space solar power station，SSPS)作为可再生空间能源系统，需要基于大型展开结构与控制技术、高效太阳能转化技术、超大功率电力传输与管理技术、远距离无线能量传输技术、在轨组装与维护技术等多种关键技术协同应用进行构建。材料技术作为上述各类关键技术中最基础的技术支撑，也将面临更大的挑战。本文通过分析空间太阳能电站建设难点，阐释了大尺寸桁架、柔性太阳能电池、超大功率导电旋转关节、在轨原位制造等关键技术对轻量化、柔性化、智能化新材料的发展需求。
航空航天领域轻合金缺陷修复研究现状及发展趋势
摘要：修复与再制造是经先进技术修复后使废旧产品质量达到甚至超过新品的操作。本文总结了熔化类修复方法（激光、电弧、电子束增材修复方法等）和基于搅拌摩擦的固相修复方法的研究进展。对比分析了各种修复方法的可修复缺陷形式、是否可连续送料、修复后样件强度及是否产生新缺陷等问题。以轴向送料的搅拌摩擦沉积技术及侧向送料的摩擦辊压增材制造技术为代表的可连续送料固相修复技术克服了金属构件在熔化类修复过程中易造成组织粗化，产生孔隙、裂纹的技术难题，是航空航天、轨道交通等领域的高强高韧铝合金、轻质镁合金等轻质合金构件修复领域的发展趋势。最后指出可连续送料固相修复技术的研究仍处于起步阶段，开展固相缺陷修复技术的理论研究、开展不同材料的缺陷修复工艺研究及工程化应用、加快相关修复装备的建立是未来亟需研究的重点工作。
平板热管性能优化及其在航天热控中的应用进展
摘要：平板热管具有传热效率高、均温性好、安全可靠等优点，已成为航天器热控的重要途径之一。吸液芯结构优化是提高平板热管流动传热性能的主要方式。在吸液芯结构设计方面，综述了高性能吸液芯结构设计方法，并分析了宏观-介观-微观多尺度数值模型的选择和应用。在吸液芯表面改性方面，探讨了提高纳米结构机械稳定性、调整传热机制和开展数值模拟研究的重要性。针对太空环境下高辐射和散热困难难题，展望了平板热管在航天器热控中的发展方向。
太空探索技术公司运载火箭机构技术发展路线分析及启示
摘要：近年来，重复使用运载火箭的高速化发展和航天运输的商业化趋势对运载火箭机构技术的发展提出了迫切需求。美国太空探索技术（SpaceX）公司的机构技术经历了“猎鹰”系列运载火箭和超重-星舰运输系统的演进与验证，已获得了具有重要价值的实证结果。通过剖析SpaceX公司运载火箭机构技术的演化历程、发展路线及未来方向，揭示运载火箭重复使用需求下机构技术发展的关键要素。面向中国运载火箭复用化、商业化的发展，提出面向新功能需求的机构正向设计、面向新性能需求的机构系统优化、面向新产能需求的机构货架建设等的发展路线。
高能量长续航无人机电池的开发及制备
摘要：以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料，制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒，并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺，制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活，经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池，循环500 周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C 放电条件下表现出优异的电化学性能，放电容量为23 Ah，能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后，电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后，电池的容量保持率达到95.7%，容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能，以1 C放电容量为基准值，10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准，电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外，通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装，成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm，重量为1902 g，2 C放电能量密度为240 Wh/kg，可满足不同倍率下放电，使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。
