首创超高温材料领跑高超声速飞行
发布时间:2026-01-19 作者: 来源: 浏览次数:
率先发明了Zr-Ti-C-B多元超高温复合材料,耐烧蚀温度达到3000℃,支撑了多型号高超声速飞行器的研制,处于国际领跑地位
随着新一代高超声速飞行器的速度从6马赫向10马赫甚至是20马赫以上发展,飞行器表面以及发动机燃烧室内壁温度将高达3000 ℃以上,相应热结构部件所承受的环境烧蚀作用将愈加剧烈,对飞行器的防热材料提出了更为苛刻的要求。熔点在3000 ℃以上的难熔金属和超高温陶瓷因密度高、易氧化、脆性大等问题,无法满足新一代高超声速飞行器对低密度、高效率防热材料的要求。以美俄为代表的航天强国一直在开发热防护效率更高的新型复合材料来满足飞行器日益增长的耐热要求。我国高超声速飞行器、重载火箭、深空探测飞船等航空航天重点运载型号工程提出了全温域、多尺度、安全可靠等更加苛刻的要求,研制抗氧化、耐烧蚀的热防护材料对我国国防军工和航空航天领域的国际领先优势具有重要的战略意义。实验室在国家“973”、国防基础加强等国家重大项目支持下,针对全面提升航天用超高温材料耐温性和可靠性等重要问题,开展了超高温陶瓷复合材料及其构件的高效制备和性能优化等研究。
实验室在国际上首创耐3000 ℃烧蚀的Zr-Ti-C-B多元超高温复合材料,通过了3000 ℃长时间非烧蚀风洞考核试验,被美国物理学家网等国际学术机构评为“对高超声速飞机、空天飞行器和国防应用具有革命性影响”,实现了“从0到1”的重大原始创新。
研制的某型号高速导弹用超高温陶瓷功能/结构一体化空气舵通过了地面风洞烧蚀试验考核(>2580 ℃),各项服役性能均满足型号战技指标要求。研制的超高温复合材料端头,分别完成了2500 ℃长时间(1000 s)和最高3100 ℃的风洞烧蚀试验考核,可满足具有世界最先进气动外形的某型飞行器整体舱段的承载/防热一体化需求,使飞行器升阻比大幅提高,射程提升超过20%。研制成功某单位用高速飞行器舱体等热结构件,为国家重大科技工程做出突出贡献。为我国某单位研制了某型高速飞行器热结构件,充分保障了其发动机的成功试车,也成为了该单位高速飞行器发动机热结构件的唯一提供方。研制的端头帽、舵基板等数种热端部件充分保障了我国某高速导弹的飞行试验成功。中央军委科技委认为上述创新成果“填补了极端环境下非烧蚀型材料的空白,具有国际领先水平”。