盘点！先进复合材料在国内外军事装备上的12大应用（下）

运载火箭应用先进复合材料的主要部件是固体发动机（固体助推器和上面级发动机）壳体、箭体级间段、箭上卫星支架、有效载荷支架上以及可重复使用天地往返飞行器蒙皮等。

近年我国已经在多种型号的运载火箭，特别是上面级结构中广泛采用复材，有效地减轻了上面级结构质量，对提高运载火箭发射有效载荷的能力具有十分明显的效果。

例如，在“开拓者-1”小型运载火箭的第四级发动机“采用了高性能碳纤维壳体;长征火箭(CZ-2C、CZ-2E、CZ-3A)的卫星接口支架和有效载荷支架(前后端框、环框、壳段、弹簧支架、井字形梁) 采用了碳纤维增强环氧树脂基复材。

目前，卫星的主要结构部件(太阳能电池阵、有效载荷、本体结构、桁架)都普遍采用了高性能复合材料。卫星使用复合材料对减轻质量的作用非常明显，一般说来，每减轻1kg卫星质量，就可使发射质量减轻100kg，因此卫星上应用复材较为广泛，尤其是高模碳纤维的应用较多。1993年发射的9颗Intelsat-7卫星中，先进复合材料已占其结构质量的50%。我国卫星从20世纪80年代中后期起，复合材料结构件用量迅速增加，使得卫星结构质量不断减轻。

复合材料质量轻、可设计性高、抗腐蚀性强，是未来追求更大有效负载、更强综合隐身能力、更低全寿期费用舰船装备的最佳材料选择之一。

复合材料普遍：质量轻、强度高，比强度高于船体钢和铝合金等传统造船结构材料，可有效提高舰船的稳定性、航速及运载能力；1）易于制成流线型及其它复杂形状；2）耐腐蚀性能优于传统金属材料；3）能通过增强内部构件在阻尼振动下的稳定性而减少噪音的产生；4）可减少雷达反射截面达到隐身效果;非磁性，不容易被鱼雷和水雷探测到；5）能很大程度上降低舰艇的热学特征;能根据需要改变基体和增强体来达到特定的目标。由于复合材料具有的这些特性，成为理想的船用材料。

美国“避风港”海事公司近日推出一种名为“梭鱼”的隐身高速拦截艇，这种采用深V船形的高速艇在海上的最大航速超过40节（约合时速74千米），最大续航距离达370千米（大致相当于从天津到烟台的海上里程），而且即使遭遇5级海况（浪高达4米）时也能正常航行。

瑞典皇家海军“维斯比”级（VisbyClass）隐形护卫舰是世界上第一个按照全隐形规范由碳纤维制造的战舰

复材在坦克与装甲车辆上的应用主要包括：装甲及行动系统，目的是降低重量和提高抗打击性能。

复材在坦克装甲车辆上的应用始于20世纪70年代，苏联T-64A是最早使用复材装甲的主战坦克，现今由玻纤、凯芙拉、碳纤维等作为增强材料研制出的复材装甲与同等防护级别的金属材料装甲相比，复材的使用可以使车体和炮塔结构的综合性能提高30%~50%，重量减轻40%~45%。

在行动系统，如坦克履带、负重轮、托带轮、扭力轴等方面，复材充分发挥了减重效果。如美军25t轻型坦克装甲战车采用的陶瓷增强铝基复材履带使坦克总重量减轻1 吨；M113型坦克战车中使用的玻纤/环氧基复材的负重轮，不仅比传统材料减重30%，还能极大程度地减少地雷爆炸带来的损害。M60坦克中采用碳纤维/环氧树脂复材替代钢制扭力轴减重达65%以上。

坦克发动机用活塞头、活塞连杆、调速齿轮、推进杆体等金属部件，采用树脂基复材制造将比传统的金属构件减重30%以上。

复材在轻武器上的应用较为广泛，主要目的也是为了减重。

20世纪七八十年代，树脂基复合材料逐步取代了传统金属材料，用于制备枪械的弹匣、套筒、发射机座、瞄准器、刺刀座、扳机、连发阻铁等部件口。

如20世纪70年代苏联的AR-24突击步枪，就采用了玻纤增强酚醛复合材料制造弹匣，比金属弹匣轻28.5%；美国M60 型7.62mm 通用机枪采用树脂基复合材料弹链，质量比金属弹链轻30%。

此后，为了进一步减轻重量，提高精度和耐久性，碳纤维/环氧基复合材料制造的复材枪管问世，如德国采用缠绕成型方法在陶瓷内管上缠绕金属丝增强环氧树脂成型机枪枪管。