树脂基复合材料——
导弹发射筒的“捆扎带”
运输货物过程中,为防止货物因高速运动颠簸而脱落,司机常常会使用捆扎带对货物进行捆绑固定。
导弹发射瞬间,发射筒处于高温和真空状态,脆弱部位易撕裂或变形,造成导弹扰流,影响命中率。科研人员发现,在导弹发射筒连接处安装“捆扎带”,可以有效解决这一问题。
“捆扎带”对发射筒可以起到加强保护作用,使其能够承受导弹发射瞬间带来的高温、高压和高强度冲击力。导弹在发射筒的引导下,弹道轨迹不会发生改变,能够按照预定轨迹准确命中目标。
“捆扎带”分布在发射筒的不同位置,一般采用轻质材料制造。轻型化是先进导弹武器发展的一个重要趋势,实现轻型化的主要措施是采用大量先进复合材料,建立导弹关键复合材料设计与制造技术体系。
科研人员在传统发射筒设计基础上,应用了一种新材料——树脂基,这种材料是用短切或连续纤维及其织物,与增强热固性或热塑性的树脂基体复合而成,具有良好的热冲击性和耐热性。
与传统金属材料相比,树脂基复合材料具有强度大、重量轻、密度均匀等优点,用其制成的“捆扎带”具有良好的成型性和可设计性,可以承受相应载荷,实现减重。
“捆扎带”成型性好,不仅可以减少组件所需紧固件和装配,还能形成良好的热屏蔽防护作用,使导弹整体获得更高的可靠性。
碳陶刹车盘——
战机降落的“最后保险”
生活中,遇到突发交通情况时,汽车驾驶员会通过松油门、踩脚刹实现短距离刹车。战机也有类似功能,那就是机轮刹车系统。
机轮刹车系统启动后,旋转盘与定盘相互推压,阻止机轮滚动,机轮与地面剧烈摩擦产生阻力,实现制动刹车。
随着航空技术发展,战机载重不断增加,降落速度也随之提高。在其他刹车系统出现故障的特殊情况下,机轮刹车系统可吸收超过300兆焦耳能量,温度将在短时间内快速上升至上千摄氏度。
过去,机轮刹车系统常因温度过高失去制动能力。因此,战机对刹车盘材料耐高温性、稳定性和减少变形等方面有着严格要求。在这种情况下,碳陶刹车盘应运而生。
相比金属刹车盘,采用碳陶刹车盘的机轮刹车系统寿命更长、摩擦性能更好,可以承受2000℃左右的高温,制动能力显着提升。这是因为碳陶刹车盘引入适量陶瓷硬质材料作基体,材料的抗氧化性和摩擦系数都得到有效提高。碳陶刹车盘非摩擦面使用硼磷系涂层,在高温环境下,可有效延缓氧气在材料内部的扩散,提高材料使用寿命。疲劳试验证明,一般的刹车盘在1000多次飞行起降后要求更换,而碳陶刹车盘可以达到2000多次飞行起降。
目前,碳陶刹车盘已成功应用到一些国家先进战机制动系统,具有广阔的发展前景。 (谢润昌、刘席兵、黄思博撰文)