碳碳复合材料在高超飞行器中应用

    碳/碳（C/C） 复合材料是一种新型高性能结构、 功能复合材料， 具有高强度、高模量、 高断裂韧性、 高导热、 隔热优异和低密度等优异特性， 在机械、 电子、化工、 冶金和核能等领域中得到广泛应用， 并且在航天、 航空和国防领域中的关键部件上大量应用。 

   我国对 C/C 复合材料的研究和开发主要集中在航天、 航空等高技术领域， 较少涉足民用高性能、 低成本 C/C 复合材料的研究。导弹、 载人飞船、 航天飞机等 ,在再入环境时飞行器头部受到强激波， 对头部产生很大的压力， 其最苛刻部位温度可达 2760℃,所以必须选择能够承受再入环境苛刻条件的材料。 

   设计合理的鼻锥外形和选材， 能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量 1%～10%左右。 对导弹的端头帽,也要求防热材料在再入环境中烧蚀量低， 且烧蚀均匀对称,同时希望它具有吸波能力、 抗核爆辐射性能和全天候使用的性能。 三维编织的 C/ C 复合材料， 其石墨化后的热导性足以满足弹头再入时由 160 ℃至气动加热至 1700 ℃时的热冲击要求， 可以预防弹头鼻锥的热应力过大引起的整体破坏;其低密度可提高导弹弹头射程， 已在很多战略导弹弹头上得到应用。

    除了导弹的再入鼻锥， C/ C 复合材料还可作热防护材料用于航天飞机。C/ C 复合材料在涡轮机及燃气系统 (已成功地用于燃烧室、 导管、 阀门) 中的静止件和转动件方面有着潜在的应用前景,例如用于叶片和活塞， 可明显减轻重量 ,提高燃烧室的温度 ,大幅度提高热效率。美国 F22、 F100、 F119 军机和俄罗斯航空发动机上已经采用碳/碳制作航空发动机燃烧室、 导向器、 内锥体、 尾喷管鱼鳞片和密封片及声挡板等。更多碳碳复合材料http://www.jasencc.com