军事新科技黑色黄金碳纤维

2019-10-13 03:49:53 来源: 宁波信息港

军事新科技 “黑色黄金”碳纤维

碳纤维它是一种纤维状碳材料,呈黑色,质坚硬,是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温,又能像铜那样导电,具有电学、热学和力学等综合优异性能的新型材料。

碳纤维无人机

据媒体报道,目前国际上研制出一种世界上小的无人机,如同苍蝇般大小,主体由碳纤维制成,仅重106毫克。该机可有望用于搜索和救援行动,比如进入遭受挤压的狭小空间内,搜寻特殊环境信息等,因而显示出军民两用的发展潜能。

碳纤维“外柔内刚”,不仅具有碳材料的本质特性,又兼备纺织纤维的柔软和可加工性,是新一代高性能增强纤维。比头发丝还细几倍的碳纤维与树脂、碳、陶瓷、金属等基体,经过特殊复合成型工艺制造,即可获得性能优异的碳纤维复合材料,能够广泛应用于航空、航天、能源、交通、军用装备等众多领域,是国防军工和民用生产生活的重要材料。

据外媒报道,傲视群雄的F-35战斗机首飞时间一推再推,其中一个很重要原因,就是超重。为破解这一难题,洛克希德·马丁公司采取了很多办法,终采用多达35%的碳纤维复合材料才大幅降低了机体重量。所以从某种意义上说,是碳纤维复合材料成就了F-35战机。

如今,碳纤维复合材料不仅成为实现高隐身性能不可或缺的基础性材料,更成为衡量武器装备系统先进性能的重要标志。比如,由于X-47B、全球鹰、全球观察者、西风等飞行器应用碳纤维复合材料比例更高,使得其有效载荷、续航能力和生存能力均实现了新突破。

现役F-22战斗机一个特点,就是隐身性能好,而这与其大量使用碳纤维复合材料休戚相关。此外,F-117A战斗机、B-2隐身轰炸机等也都采用了碳纤维吸波材料,包括瑞典“维斯比”级巡逻舰舰体用的均为全复合材料,因而拥有了高隐身、高机动、长寿命等先进作战性能。

航天领域发展更是锱铢必较。如固体火箭发动机质量每减少1千克,射程就可增加16公里。所以,碳纤维复合材料被大量应用于美国“爱国者”导弹、“三叉戟”II、德国HVM超声速导弹、法国“阿里安”-2火箭、日本M-5火箭等发动机壳体,未来碳纤维更是发展小型化、高机动性、高精度、高突防能力先进战略性武器装备的重要基础。

新型高性能碳纤维复合材料,具有更好的稳定性和可靠性,目前在高超声速飞行器、国际空间站、先进卫星等装备系统中被大量应用。美国防部在“面向21世纪国防需求的材料研究”报告中强调,“到2020年,只有复合材料才有潜力使装备获得%的性能提升”。

【相关延伸:中国首架碳纤维无人机】

中国首架应用碳纤维材料和燃料电池动力的无人机“雷鸟”首次亮相,其机身和机翼都采用全碳纤维复合材料。它还是国内以氢燃料电池为能源的飞机,采用质子交换膜氢燃料电池动力。该无人验证机采用层流翼型、上单翼、T型尾翼气动布局;全碳纤维复合材料结构机体;氢燃料电池动力系统。

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