空间系绳的安全性设计准则探讨

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1、第30卷第2期航天器环境工程2013年4月SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING115航空航天材料发展现状及前景唐见茂（中国材料研究学会，北京100048）摘要：文章较系统地介绍了航空航天材料的特点、地位和作用，结合具体案例分析了铝合金、钛合金、先进复合材料等结构材料，以及以透波复合材料、吸波隐身复合材料为代表的航空功能材料和以防热耐烧蚀复合材料、梯度功能复合材料为代表的航天功能材料的性能和应用，指出航空航天材料的未来发展方向是高性能、多功能、复合化、智能化、整体化、多维化和低成本化。关键词：航空航天材料；结构材料；功能材料；复合材料；发展趋势+中图分类号：TB33

2、4;V258.3文献标志码：A文章编号：1673-1379(2013)02-0115-07DOI:10.3969/j.issn.1673-1379.2013.02.0010引言料，即金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。20世纪是现代科学技术飞速发展的一个世纪，按使用范围，航空航天材料可分为结构材料与其中重要的标志之一就是人类在航空航天领域所功能材料。结构材料主要用于制造飞行器各种结构取得的辉煌成就。进入21世纪，航空航天已展现部件，如飞机的机体、航天器的承力筒、发动机壳出更加广阔的发展前景，高水平或超高水平的航空体等，其作用主要是承受各种载荷，包括由自重造航天活动更加频繁，其

3、作用将远远超出科学技术领成的静态载荷和飞行中产生的各种动态载荷。功能域本身，对政治、经济、军事以至人类社会生活都材料主要是指在光、声、电、磁、热等方面具有特会产生更广泛和更深远的影响。殊功能的材料，如飞行器测控系统所涉及的电子信应该指出，航空航天事业所取得的巨大成就，息材料（包括用于微电子、光电子和传感器件的功与航空航天材料技术的发展和突破是分不开的。材能材料），又如现代飞行器隐身技术用的透波和吸料是现代高新技术和产业的基础与先导，很大程度波材料，航天飞机表面的热防护材料等。上是高新技术取得突破的前提条件。例如20世纪结构材料总的发展趋势是轻质化、高强度、高60年代高纯硅半导体材料的突破，使

4、人类进入信模量、耐高温、低成本；而功能材料则朝着高性能、息化时代。航空航天材料的发展对航空航天技术起多功能、多品种、多规格的方向发展。出于现代高到强有力的支撑和保障作用；反过来，航空航天技性能飞行器发展的需要，结构-功能一体化和智能术的发展需求又极大地引领和促进航空航天材料化也是重要的材料发展方向。[1-2]的发展。航空航天领域关键技术的突破都离不开航空21世纪以来，航空航天事业的发展进入新的航天材料的支撑，航空航天材料的地位与作用可归阶段，将会推动航空航天材料朝着质量更高、品类纳如下。更新、功能更强和更具经济实效的方向发展。1.1高性能材料是发展高性能飞行器的基础保障1航空航天材料的地位和

5、作用自莱特兄弟制造的人类第一架飞机“飞行者一航空航天材料泛指用于制造航空航天飞行器号”问世以来，航空技术取得了大跨越的发展，以的材料。一架现代飞行器要用到所有的4大类材战斗机为代表的军用飞机现已发展到第5代，其最————————————收稿日期：2013-02-05基金项目：中国工程院重大咨询项目（编号：ZD20）作者简介：唐见茂（1944—），男，教授级高级工程师，中国材料研究学会常务理事，长期从事CFRP研发，参与我国新材料产业化规划定位研究及有关政府职能部门的决策咨询服务。E-mail:chunrong0625@sina.com。116航天器环境工程第30卷大飞行速度达4倍声速。在此过

6、程中，航空材料的发合金等材料的使用在20世纪末达到高峰期，到[2]展所经历的阶段如表1所示。可以看到，材料的进21世纪初也有所降低；代之而起的将是一些新型步对飞机的升级换代起到关键的支撑作用。高温结构材料，如金属间化合物（Ti3Al、Nb3Al表1飞机机体材料发展阶段等）、陶瓷基/金属基复合材料（CMC、MMC）。金Table1Ahistoryofmaterialsusageinaircraftfuselage属硅化物的熔点很高（高于2000℃），其在1600℃发展阶段年代机体材料第1阶段1903—1919木、布结构下具有很好的热稳定性、防氧化性以及良好的力学第2阶段1920—1949铝、钢

7、结构性能，近年来已成为高温材料研究的新热点，有代第3阶段1950—1969铝、钛、钢结构铝、钛、钢、复合材料结表性的产品如硅化镍（Nb5Si3）、硅化钛（Ti5Si3）、第4阶段1970—21世纪初构（以铝为主）硅化锆（Zr5Si3）等。复合材料、铝、钛、钢结第5阶段21世纪初至今1.2轻质高强度结构材料对降低结构重量和提高构（以复合材料为主）[2-3]发动机是飞机的“心脏”，其性能的优劣制约经济效益贡献显著