摘要：随着航空发动机的更新换代，对热障涂层（TBCs）的性能要求日益严苛。传统陶瓷材料8YSZ 在高温环境下暴露出诸多问题，如烧结、相变及热腐蚀等，亟需新型材料替代。本文系统梳理了热障涂层材料的发展历程，重点综述了多元稀土氧化物掺杂稳定氧化锆、稀土锆酸盐、高熵陶瓷、氧化铪基陶瓷及其他新型陶瓷材料的研究进展，深入讨论了这些材料的高温相稳定性、热导率、热膨胀系数等热物理性能和硬度、断裂韧性等力学性能，并对超高温热障涂层新型陶瓷材料进行了总结与展望。超高温热障涂层材料的研究方法较为传统，其核心稳定机制和性能增强机理研究较少，缺乏系统性的、基于第一性原理计算和机器学习的高通量新材料设计，缺乏“成分- 结构- 性能”的精准构效关系，如何平衡“低热导率”、“高韧性”、“良好抗烧结性”和“相稳定性”这四大关键性能指标，仍是巨大的挑战。

摘要：在空间光学系统中，具有高吸收性能的超黑涂层是抑制光学杂散光、提高光学系统检测信噪比和成像质量的关键材料，被广泛应用于航天器星敏感器、空间相机等产品。目前国内外常用的消杂光涂层技术有阳极氧化、超黑Ni-P、碳纳米管、黑硅、黑漆等，本文对国内外航天器常用消杂光涂层技术以及研制进展进行系统综述，揭示了国内在高性能超黑涂层的工程应用方面仍与国外存在差距，提出应当进一步促进产学研一体化，推进产品的工程转化应用，同时进一步开展耐空间环境的高性能材料研究的发展思路，为我国航天器消杂光涂层研制及产业发展提供启示。

摘要：聚焦于兼具负泊松比效应与高拉伸性能的剪纸超材料，采用试验与数值模拟相结合的方法开展研究。通过HyperMesh 建立参数化模型，利用Ls-Dyna 进行有限元仿真，结合选择性激光烧结技术（SLS）制备尼龙PA2200 试件，开展准静态拉伸试验，系统探究其力学行为及调控机制。研究表明单胞几何参数（级数、空隙宽度）对其力学性能具有显著调控作用，三级结构（N3）相比于一级结构（N1）拉伸性能提升了413%，最大负泊松比达−0. 25；空隙宽度减小可使负泊松比效应提升38%。材料呈现独特“勺型”泊松比演化规律，高级数结构（N2、N3）的负泊松比效应可维持超100% 应变范围。将设计拓展至三维管状结构，发现其具有渐进强化-平缓失效等变形模式。本研究为可编程负泊松比高拉伸超材料的开发提供了理论与试验依据，在柔性电子、航空航天等领域具有重要应用潜力。

摘要：航空发动机关键零件一旦发生疲劳失效，将危及航空器的飞行安全。疲劳失效主要起源于零件表层与亚表层的冶金、工艺、环境因素形成的缺陷，继而在服役累计损伤下扩展，造成零件突然无宏观塑性变形破坏，因此可能造成严重风险。表面强化利用金属零件表面冷作硬化引入微观变形层，可在不影响金属本体性能的前提下，大幅提高金属构件的疲劳、应力腐蚀开裂抗力等耐久性指标，特别适用于在高性能工况下长寿命服役的航空发动机部件。基于先进发动机的研制需求，本文对比国内外典型表面强化技术的发展现状，提出结构适应性增强、介质优化、智能化、融入强度设计等发展建议，并给出保障表面强化快速发展和有效应用的支撑策略，为新型航空发动机研制和表面强化技术发展提供决策参考和技术支撑。

摘要：针对航空结构件机器人打磨中存在的离线编程过程复杂问题，提出一种基于Catia离线编程的机器人打磨轨迹规划方法，利用自主开发的后置处理软件快速生成打磨程序，通过Vericut开发搭建机器人磨抛仿真环境，通过3D视觉粗标定和探头精确标定的组合标定策略提高工件坐标系的标定精度，并基于标定结果实现磨抛程序和仿真环境的快速调整。将该方法可用于框类航空结构件腹板抛光打磨，试验结果表明，该方法生成的程序能够快速精确完成结构件打磨作业，具有一定的实用性，打磨后零件表面粗糙度Ra为 3.2μm，满足打磨要求。

摘要：超低轨道卫星因其在对地观测分辨率和通信链路损耗方面的天然优势而备受关注, 但该区域随高度降低急剧增加的大气密度带来了严峻的气动阻力与原子氧剥蚀挑战, 严重制约了卫星的在轨寿命. 吸气式电推进系统通过原位利用大气分子作为工质, 理论上可实现卫星的超长寿命周期, 但其性能发挥高度依赖于进气道捕获效率与卫星气动减阻的协同设计. 针对高层稀薄流场中气动−进气一体化设计计算耗时大且多参数共同作用的问题, 本文通过引入基于集束搜索策略的改进自动核构造高斯过程回归方法, 利用小样本数据构建高精度代理模型的优势, 有效克服了对海量高保真仿真的依赖, 实现了复杂设计空间的快速迭代寻优. 首先建立包含抛物线型进气道、卫星主体及太阳帆板的参数化几何模型. 为克服直接模拟蒙特卡罗方法在稀薄流场计算中高昂的时间成本, 引入改进的自动核构造高斯过程回归代理模型构建方法, 利用集束搜索替代传统的贪婪搜索,通过多路径保留机制显著增强了对核空间的全局搜索能力, 实现了对气动性能高保真数据的精确拟合( R2 > 0.92).在此基础上, 结合非支配排序遗传算法开展多目标寻优, 系统探究了关键几何参数对气动阻力、进气收集效率及压缩比的综合影响机制, 揭示了进气道出口半径与流道长度的主导作用以及“短主体、长流道、大收缩比”的一体化设计准则. 研究结果表明, 优化后的构型综合性能显著提升: 在迎风阻力降低40.55% 的同时, 进气收集效率与气体压缩比分别提高了24.74% 和31.11%. 基于优化构型的长期在轨飞行可行性验证证实, 系统推阻比由初始的0.98 提升至1.69, 成功突破了推阻平衡临界点. 轨道动力学分析进一步验证了该构型不仅支持176 km高度圆轨道的稳定运行, 还具备在近地点低至146 km 椭圆轨道执行任务的能力, 为长寿命超低轨卫星的总体设计提供了可复现的工程设计流程.

摘要：对3种边界条件下旋转态双功能梯度碳纳米管增强复合材料（DFG-CNTRC）圆柱壳的行波振动特性开展了研究。首先，根据建立的DFG-CNTRC圆柱壳模型，分析了以金属-陶瓷功能梯度材料为基体的5种类型碳纳米管增强材料的性能参数。其次，基于Sanders 壳体理论和传递矩阵方法，考虑转速影响，推导了任一截面状态向量的常微分方程组和整体传递矩阵关系。最后，对简支-简支（S-S）、固支-固支（C-C）和固支-自由（C-F）3种典型边界条件下的动力学微分方程进行求解计算，验证了理论分析的正确性。研究表明，科氏力和离心力效应引起行波频率出现了分离现象和增大趋势，边界条件和碳纳米管体积分数对行波振动特性的影响显著，而基体材料体积分数指数对振动特性的影响较小，长度和厚度对结构振动特性影响均不同。

摘要：高能束表面改性适用于各种金属和合金，能够显著提升材料表面硬度、耐磨、耐蚀等性能指标，是航空部件实现性能提升的有效手段之一。本文总结了6 种高能束表面改性技术的基本原理、设备构成和改性应用，其中激光相变硬化通过马氏体相变强化金属材料表面；激光熔覆通过选择不同粉末实现表面修复和表面性能提升，重点在于控制裂纹缺陷；激光冲击强化可有效解决航空发动机部件高周疲劳断裂问题；强流脉冲电子束和强流脉冲离子束一方面需要提高设备的性能和运行稳定性，另一方面要针对航空部件应用开展深入研究；而离子束辅助沉积则可以通过制备固体润滑涂层实现对微动磨损的有效防护。最后，提出对高能束表面改性机理深入研究、发展专业化智能化装备和实现多种束源复合与集成的发展方向。

摘要：航空发动机是实现先进战机作战能力全面提升的核心关键，先进战机对航空发动机高性能、高可靠性、长寿命、良好维护性等方面的要求不断提高，给航空发动机技术和产品发展带来了重大挑战。针对先进战机对航空发动机在综合控温、转子结构系统稳健性、全权限数字控制、飞发综合热管理、健康管理、推力矢量、高隐身等7 个方面的核心技术需求，研究分析了实现需求的技术途径和主要关键技术，可为先进航空发动机发展提供技术支撑。

摘要：本文结合飞机起落架的设计理念，梳理了飞机起落架用超高强度钢及高强不锈钢的应用及发展历程，重点阐述了典型超高强度不锈钢的成分、组织和力学性能以及强韧化机理。建议通过材料热力学动力学计算创新设计新的超高强度不锈钢钢种；提出新型超高强度不锈钢的组织设计，将更关注多类型或高密度的共格析出强化以及高力学稳定性残余奥氏体的强韧化作用机制；最后指出采用最新的一些加工工艺技术，如等温多向锻造工艺技术，可显著提高超高强度不锈钢的综合力学性能。