航空航天技術(shù)代表了一個(gè)國(guó)家科技的綜合水平，目前全球能夠獨(dú)立發(fā)射火箭的國(guó)家屈指可數(shù)?；鸺且粋€(gè)行走的金庫(kù)，每一艘火箭都代表了巨大的經(jīng)濟(jì)投入。想要合理的縮減火箭成本，新型材料的應(yīng)用變成了一個(gè)重要的方向，而碳纖維就是這個(gè)大方向里的重要一環(huán)。
 
 
美國(guó)NASA，經(jīng)過(guò)不斷的嘗試，利用碳纖維復(fù)合材料替代金屬材質(zhì)，在部分部件中廣泛使用，可以將10000美元/磅的運(yùn)行成本，下降至數(shù)百美元。作為航天大國(guó)的我們，自然也在探索和實(shí)驗(yàn)，畢竟碳纖維使用的話，可以省下一大筆資金。
 
火箭輕量化的需求再這種壓縮成本的趨勢(shì)下被提了出來(lái)，利用碳纖維復(fù)合材料可以為火箭飛行器制造翅片筒、鼻錐、機(jī)身等部件，強(qiáng)度高同時(shí)質(zhì)量輕。拿翅片筒來(lái)舉例，在保證剛度的前提下，碳纖維尾翅的重量約為2磅，而鋁合金約為5磅，相差了1.5倍之多。
 
碳纖維復(fù)合材料的翅片筒結(jié)構(gòu)
 
碳纖維在火箭領(lǐng)域領(lǐng)域應(yīng)用的2個(gè)難點(diǎn)
 
1、強(qiáng)度不夠穩(wěn)定：主要是因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料制品的強(qiáng)度與制造工藝有直接的關(guān)系。解決方案是在剛度是主要設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)構(gòu)如翅片筒、上機(jī)身和鼻錐等使用碳纖維，級(jí)間結(jié)構(gòu)則采用金屬，因?yàn)榻饘俚某袎耗芰Ω鼜?qiáng)。
 
2、相對(duì)低溫下失效：與金屬材料相比，碳纖維復(fù)合材料在相對(duì)較低下容易失效。解決方式是通過(guò)采用TenCate Advanced Composites的高溫、高壓釜外（OOC）預(yù)浸料系統(tǒng)，特別是TC420氰酸酯高耐熱性增韌樹(shù)脂系統(tǒng)。該樹(shù)脂具有多種優(yōu)勢(shì)：可在僅350°F的溫度下進(jìn)行簡(jiǎn)單的OOC處理，在500°F的溫度下可進(jìn)行獨(dú)立式后固化，最終玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）為660 +°F，它也能起到良好的燒蝕作用。
 
碳纖維復(fù)合材料在火箭上的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，隨著碳纖維復(fù)材的更新迭代，后續(xù)出現(xiàn)的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料相繼問(wèn)世。制造火箭的多個(gè)部件可能還會(huì)迎來(lái)新的變化，碳纖維航空航天應(yīng)用也就得到更多的成效，我們拭目以待。