碳纤维树脂基材料在机载导弹中的应用优势分析

  随着碳纤维增强材料和树脂基体材料性能、工艺的不断改进以及其成本的不断降低,碳纤维树脂基复合材料将逐渐替代传统金属材料,从而大幅度降低武器系统的惰性结构质量,显著提高作战效能。

  (1)比强/刚度高。在保证弹体结构拥有足够强/刚度的前提下,要求树脂基复合材料进一步提高比强度、比模量,将机载导弹重量减轻30%以上,以增加有效载荷,提高作战效能。

  (2)耐气动加热。机载导弹的速度不断攀升,已经由亚音速提高到超音速,甚至Ma大于5,达到高超声.速,这意味着导弹的气动加热将非常明显,这就要求弹体应具备良好的气动外形和耐气动加热性能;树脂基复合材料的使用温度要提高至500"C以上。

  (3)隐身性能。由于飞行时间长,以及雷达等侦测技术的快速发展,树脂基复合材料应该能够减少机载导弹被雷达、红外、声波以及可见光等发现的儿率,提高机载导弹生存、突防,尤其是纵深打击的能力。例如将机载导弹的雷达散射截面(RCS)减到10^(-3)㎡这个数量级。

  (4)加工精度高。弹体结构的外观质量、外型尺寸以及质量重心位置将影响机载导弹的战术性能,这意味着树脂基复合材料的加工精度应该满足设计要求。另外,为了减重增航,该导弹应尽量使用轻质材料作为弹体构件。

  (5)多功能一体化。不仅要求树脂基复合材料作为单一的结构材料或者功能材料,而且要求其能够实现多功能一体化,结构具备隐身、透波通讯、智能或者防热/隐身等两种或者两种以上的功能。

  (6)成本可控。机载导弹产量较大,所以降低成本具有非常重要的经济价值,因此要求使用低成本材料或者采用低成本加工工艺。而树脂基复合材料构件与金属构件相比,其成本更具有竞争力。

  机载导弹武器系统在实现高机动、高速度、远射程、强突防、强作战能力、低质量以及低成本等目标的过程中,碳纤维复合材料必然将做出巨大的贡献。随着碳纤维增强材料和树脂基体材料性能、工艺的不断改进以及其成本的不断降低,碳纤维树脂基复合材料将逐渐替代传统金属材料,从而大幅度降低武器系统的惰性结构质量,显著提高作战效能。