科學家正研究更柔軟航天飛行器 2020年航空航天材料產業調研及發展趨勢分析

• 2020年9月21日 ZhouXun來源：互聯網綜合 1498 99
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西安電子科技大學空間科學與技術學院院長李小平在大會上作了題為《柔性可變形跨域智能飛行前沿探索》的演講。據介紹，跨空域、跨速域的跨域飛行，是航空航天領域最具顛覆性和變革性的戰略發展方向。

科學家正研究更柔軟航天飛行器

從正在舉行的2020年中國航天大會上了解到，在全球航天這一前沿領域，我國科學家正進行相關研究。如果航天飛行器具備隨時變形或適應環境連續改變能力等特殊性能，那么就可以在復雜飛行環境中完成更多更具挑戰性的任務。

西安電子科技大學空間科學與技術學院院長李小平在大會上作了題為《柔性可變形跨域智能飛行前沿探索》的演講。據介紹，跨空域、跨速域的跨域飛行，是航空航天領域最具顛覆性和變革性的戰略發展方向。運用特殊材料和智能控制等技術，具備變高度、變厚度、變長度、機翼扭轉等能力，以及智能飛行等其他性能特性的柔性可變形跨域智能飛行器，是人類實現跨域飛行，自由進出和充分利用空間的重要手段之一。

航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術發展的決定性因素之一，也是航空航天材料科學是材料科學中富有開拓性的一個分支。航空航天材料有具有優良的耐高低溫性能以及耐老化和耐腐蝕性能，能適應空間環境。它廣泛應用在航空航天和軍事領域，在民間的其它產品制造中也一展身手。雖然碳纖維材料有許多的優點，但它的生產卻極其不易，生產工藝流程長，需要突破技術方面的困難多。

根據中研普華產業研究院發布的《2019-2025年航空航天材料產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》顯示：

航空航天用飛行器在飛行時需承受長時間氣動加熱，基體表面將產生高溫，為了保證飛行器的主體結構及內部儀器設備的安全，須使用高效隔熱材料阻止外部熱流向內部擴散。同時，輕質高效的隔熱防護系統對降低飛行器載荷、延長飛行距離等均具有重要的意義。

碳納米纖維具有比表面積大、孔隙率高、化學穩定性好、比強度高等優點，在電子、能源、航空航天等領域具有廣泛的應用前景。碳納米纖維膜材料隨著石墨化程度的提升，耐高溫性能逐漸提升，然而其隔熱性能也將大幅下降，因此難以滿足耐高溫與隔熱性能同步提升的需求。陶瓷氣凝膠材料具有優異的耐高溫、耐腐蝕及隔熱性能，是航空航天飛行器熱防護的主要材料之一。

2020航空航天材料產業發展趨勢

航空材料的發展趨勢在技術層面可用“六化”來概括，即信息化、復合化、多功能化、高性能化、低維化、智能化，具體表現為全面推進計算輔助材料設計技術、復合材料未來尚有巨大發展空間、結構材料向多功能化發展、發動機材料向超高溫結構材料發展、低維化是未來航空材料發展的必由之路、智能材料開發方興未艾、隱身材料朝著多功能方向發展、電子信息功能材料爭奇斗艷等。

高溫合金材料屬于航空航天材料中的重要成員，是制造航空航天發動機熱端部件的關鍵材料，在先進的航空發動機中，高溫合金用量占發動機總重量的40%-60%以上。目前，國際市場上每年消費高溫合金材料近30萬噸，被廣泛應用于各個領域。中國目前高溫合金材料年生產量約1萬噸左右，每年需求可達2萬噸以上，市場容量超過80億元。根據中國金屬學會高溫材料分會，航空航天、發電領域使用的高端和新型高溫合金領域需求量在3000余噸，且每年呈15%以上的速度增長。

2020航空航天材料產業發展現狀

目前，航空航天領域是碳纖維主要應用領域之一，這主要得益于碳纖維具有質輕、高強度的屬性。碳纖維相對于鋼或鋁，減重效果可以達到20%至40%，在航空航天領域，主要應用于飛機的結構材料(占飛機重量的30%左右)，因此綜合來看碳纖維的使用能使飛機重量減輕6%至12%，從而顯著地降低飛機的燃油成本。在航空航天領域，碳纖維最早用于人造衛星的天線和衛星支架的制造，同時因其耐熱耐疲勞的特性，碳纖維在固體火箭發動機殼體和噴管上也得到了廣泛應用。

隨著航空航天技術的進步，發展新一代質量更輕、更節能、更環保的商用飛機將成為未來的趨勢。全球航空商旅業務正在經歷持續的增長，航空客運、貨運等領域在未來幾年持續的高需求，將促進航空制造業發展。生產更多的飛機也預示著制造業對航空航天材料的需求不斷提升。由于全球的航空航天零部件制造商對材料的高需求，亞太、歐洲和北美地區航空航天材料市場正在持續走高。

想要了解航空航天材料更多行業專業分析請點擊中研普華產業研究院出版的《2019-2025年航空航天材料產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》。

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