航空航天领域相关讨论

文/王彰明，湖南师范大学附属中学

我国于上世纪便开始对航空航天领域进行探索与发现，目前已取得初步成果。为保障21世纪我国航天航空事业得到进一步的开拓、发展、创新，需针对此领域中的各个细节持续而科学地展开探索。以航空航天领域中的基础，即航空航天设施所使用的复合型材料展开分析。作为行业中关系发展安全、发展合理的重要因素之一，其关系到安全因素与经济特征，尽可能地实现技术层面需求，能够切实保障行业发展，进而促进材料制造业与航空航天业的双向发展。

1 航空航天材料发展现状

航空航天材料，即为制造航空航天飞行器、相关设备的材料。此类材料的特点是较为适应航空航天飞行器的所处环境，目前我国航空航天产业中所采用的的材料多为四类，材料多具备以下性质：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。应用角度观察此类材料，其具有一定程度上的相似，可将此类材料分为结构材料、功能材料两类。结构材料，顾名思义即为应用于航空航天领域中相关设备的外部及结构中的材料，具有一定的耐磨、抗压优点，可支撑飞行器结构、保障飞行器结构不受外界因素影响。目前此类材料已逐渐向轻量化、高强度化发展；功能材料则指该材料处于某特定情况下具有特殊表现，可根据此类特殊表象将其适用于对应领域内，如吸波材料、隔音材料、光感材料等。功能材料不仅可利用于航空航天产业中，更可利用于生活中其他方面，作为信息材料中的一种，其具有适应性强、上限较高等特点，但此类材料的价值较高。现阶段，此两种材料的实际应用中已逐渐向一体化趋势发展，即材料性与功能性并重，逐渐向轻量化发展。

2 材料发展探析

将复合材料进行较为彻底的分析，可发现有机高分子材料、无机非金属材料通过复合工艺、经较为复杂的空间组合形成新式材料。此类材料为不同材料的简单混合，采用特定技术使两类材料的优点叠加，使单一此材料具有多种特性。目前较为常见的复合材料为树脂基符合材料、金属基材料、陶瓷基材料等。树脂基复合材料则主要以树脂作为基体，将树脂中加入连续纤维，并最终形成材料，将此类材料作为增强材料与普通材料对比，其密度与目前应用范围较广的钢材料相比，约为其20%左右，与铝合金材料相比约为其一半，且此类树脂复合材料所体现出的实用性数据，如比强度、比模量等较上述二者更高。目前条件下，较为常见的树脂基复合材料包括碳纤维复合材料，且主要为此类材料。环氧树脂基碳纤维复合材料作为典型代表，实际应用环境中表现出良好的综合性能，且体现性能，提升材料整体质量的同时在经济层面上也有较为良好的状态。经较长时间发展，此类行业中相关研究人员为提升树脂基复合材料的使用性能，出现一种特殊材料研究方式，即为针对环氧的特性基础上，进一步研发双马来亚胺基、耐高温聚酰亚胺基等复合材料，既推动该材料相关范围内的整体发展，使其在多个领域内得到应用，其中既包括规模较大的整体厚壁板、加筋壁板、双曲度加筋壁板、骨架和蒙皮的整体结构等，可用于复合材料管材、旋转体构件。实际应用中，此类材料于航天航空产业中多利用于发动机壳体（火箭发动机）、雷达罩等。其不仅可适用于此类大型器械，相关机械化程度要求高的小型制件等方面也同样可使用此类技术。

3 材料未来发展领域

根据材料发展领域分析，未来模式下我国航天航空材料的发展趋势为耐高温与轻量化。耐高温材料可保障发动及正常运行，以便支持航程较长、速度较快的航空航天活动。此类活动中对发动机的要求较大，发动机推力、推重比等参数要求较为严格，此类参数的提升除对发动机动能、转速有较大要求以外，更对发动机进口温度、压力比、燃烧室温度有关。此类条件下若材料耐温能力较差，即便发动机能够实现此类条件，也无法实现较远、速度较快的航空航天工作。因此，耐温材料作为材料发展中较为突出的发展方向，具有较为重要的意义。研究此类材料，将其于原有基础上做出适当提升能够保障此类材料对航空航天事业做出较大贡献。

质轻材料为未来航空航天材料发展的趋势。与上文所述相同，此类材料对未来背景下的发展将注重比强度、比模量。此类材料最早出现于20世纪60年代，当时以碳纤维复合材料为主，未来阶段中此类材料特性将决定其应用于航天飞机、相关飞行器中的比重逐渐增大，应用环境中的大部分市场占有率也较高。

4 结束语

经调查研究与文献考察，借助各类媒体中的报道，可明显发现我国航空航天事业已有明显进展，且已获得一定成果。复合型材料在航空航天事业中应用的范围较广，绝大多数航天、航空产业中的零件、外壳等零件皆需要依赖此类复合材料技术，研究并创新此类材料技术能够有效为我国航空航天事业做出部分贡献。目前我国航空航天事业虽已具有一定规模。但相关领域中距离发达国家还有一定差距，需切实加强领域投入，为相关领域做出贡献。