非织造材料结合优良材料在航空航天的应用

       优良复合材料是指具有复杂几何形状或特定设计结构的复合材料，可以通过三维编织、三维机织、三维针织和三维非织等技术实现预制体的一体化成型。如三维编织是通过纤维空间位置的变化交织而形成整体结构，得到的结构材料抗分层能力和整体性良好，常用于发动机支架、天线罩和雷达罩等结构材料。三维机织技术能够一次织成各种异型结构，常用于天线罩、整流罩、雷达罩和导弹外壳等。

       异形结构复合材料广泛应用于火箭导弹中的各部件。液体火箭发动机的喷管延伸段采用碳纤维复合材料，其预制体的成型方式包括三维编织和三维针刺等。三维编织技术制备的复合材料整体性好，但受限于机器设备，通常样件尺寸较小。法国斯奈克马公司采用三维针刺技术实现了火箭发动机喷管延伸段的高效、低成本成型。导弹在高速运行时，其外壳会与大气发生剧烈摩擦，导致温度急剧升高，因此需在导弹外壳使用非织造方法制备的玻璃纤维毡或碳纤维毡防护层，避免受高温损害。此外，导弹的发动机也可采用玻璃纤维增强壳体、有机纤维增强壳体和碳纤维增强壳体等。

       未来，航空航天用纺织材料将进一步朝着轻量化、大型化、智能化、多功能化和环保节能等方向发展。在轻量化方面，要提高高性能纤维材料的比强度，通过纺织结构设计与优化，使结构材料能承受更大的有效载荷，增加运载能力，并实现材料的全面国产化。同时，纤维复合材料技术和纳米材料的不断发展势必会为航空航天装备轻量化带来新的突破。在大型化方面，随着通信、空间站、深空探测等领域的深入发展，超大型航天器将成为未来空间资源利用、宇宙奥秘探索、长期在轨居住的重大战略性航天装备。在多功能化方面，由于空天环境复杂，要求材料满足多项性能指标，因此具有多种功能的新型材料可以提升对极端环境的适应能力。在环保节能方面，航空航天级材料通常成本较高且大部分都会被遗弃，若实现回收技术并成功实现，降低了进入太空的成本。则能实现大部分部件的重复使用，将使太空探索更加经济和高效。