航空航天技术概论（校际博雅课程）结课作业任课老师：郑祥明 教授
百年一梦多感慨
——我眼中航空航天事业的发展
康德有一则名言广为后世传扬——“有两样东西，愈是经常和持久地思考它们，对它们日久弥新和不断增长之魅力以及崇敬之情就愈加充实心灵，那就是我头顶的星空和我心中的道德准则。”浩浩天地，朗朗乾坤，脚踏地面之实，头顶天空飘渺，无论在古今中外，无论是能人志士还是平民百姓莫不对我们头上的这一片蓝天怀有敬畏之情。飞上蓝色的天空，探索浩瀚的宇宙，是人类千百年来的美好梦想。明代的时候中国有个名叫万户的人，试图利用火箭的推力把自己送到太阳上去，可惜他没有成功，为此付出了宝贵的生命。而正是历史上像万户这样的勇士们前赴后继的不懈努力，才有了1903年莱克兄弟制造出了世界上第一架飞机在蓝天翱翔，从此人类历史上翻开了三维立体交通的新一页。
一个多世纪过去了，航空航天早已成为现代社会生活中不可或缺的组成部分。每天穿梭在蓝天白云之间的民用飞机实现了千百年来我们“一个筋斗十万八千里”的美好梦想，千里之遥片刻即到，数百年前荒诞不经的小说家言在我们看来早已不在话下。更辽阔的视野中航空航天技术的发展水平自二战以来已成为各国核心竞争力的重要组成部分，多极化趋势下各大国各集团对于战机、导弹及航天器等的关注程度令人咋舌，超级大国“山姆大叔”每遇紧急军情无不是排遣先进的战机或者航母以张示肌肉，我们中国人也总乐意把本国航空航天领域的发展成果讲给友邦元首们听，足可见对于一个现代国家来说航空航天的技术水平举足轻重。
二十世纪初，广东人冯如旅美归来，成了第一个制造出飞机的中国人。自冯如始，中国这个东方大国也踏上了立体交通之路。解放前由于战事和民间需要，国民政府已经建成了覆盖面很大的航路体系。1954年7月3日下午5时15分，社会主义新中国制造的第一架飞机初教5升空，再一次向世人证明中国虽然贫穷但在航空航天领域绝不甘于落后。新中国的航空航天事业正式起步于二十世纪五
六十年代。1960年2月19日，中国自行设计制造的试验型液体燃料探空火箭首次发射成功。1965年，中国第一颗人造卫星计划开始实施，尽管在特殊的时期经历了比平时更多的艰辛和困难，但经过五年多的努力拼搏，终于研制完成，星箭齐备，整装待发。1970年4月24日，长征一号运载火箭首次发射，成功地把中国第一颗人造地球卫星东方红一号送入预定轨道，有力的歌声至今嘹亮，中国人再一次让世界感到惊讶。1975年11月26日，中国首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。1978年党的十一届三中全会以后，中国航天科技工业实现了以经济建设为中心的战略转移，航天科技工业战线全力以赴，在远程运载火箭技术、固体火箭技术等一系列关键技术上取得重大突破。中国已完全依靠自己的力量研制出包含多种型号、能把各种不同用途的卫星送入近地轨道(LEO)、地球同步转移轨道(GTO)和太阳同步轨道(SSO)的长征系列火箭。在中国改革开放进程中，长征火箭于1985年10月开始走向国际市场，并在1990年4月成功地实施了第一次国际商业发射服务，把美国休斯公司制造的亚洲一号通信卫星送上太空。 1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号试验飞船在酒泉起飞，21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆。2001年1月10日1时0分，中国自行研制的神舟二号无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。 2002年3月25日，神舟三号在酒泉卫星发射中心成功升入太空。4月1日，神舟三号成功降落于内蒙古中部地区 。2002年12月30日至2003年1月5日，神舟四号无人飞船在零下20多摄氏度的严寒中成功发射，并在飞行7天后平安返回。 2003年1月5日晚上7时许，神舟四号飞船在内蒙古中部预定区域着陆，顺利回收。2002年12月30日零时40分，神舟四号无人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。2003年10月15日，中国第一位航天员杨利伟乘坐神舟五号飞船进入太空，实现了中华民族千年飞天梦想。我们永远不会忘记杨利伟从返回舱中走出时的笑容，中国人自此可以挺直了腰杆跟世界叫板：“我们再也不比谁差！”
在努力发展军用航空的同时，我国航空工业也顺应着世界潮流，开始转向民用。航空工业本身就是一个军民结合的产业，在战时以发展军用飞机为主，在平时就应该以发展民品为主。改革开放不但使中国吸收了国外的一些先进技术，而且也使中国的航空工业走向世界：如今我们生产的各种军用飞机(如歼7M和强
5Ⅲ)和民品已经可以出口到国外，为国家出口创汇了。这些，不仅是我国航空水平发展的一个写照，更是一种未来的方向。
所谓未来的发展方向，绝不是我的空谈空想。当今时代，和平与发展依然是主旋律，大规模的战争几乎不会带来，虽然摩擦矛盾不断，但各方利益的制衡下，世界性的战争还不会到来，因此，航空由军用大幅度的专为民用是一种必然，只有这样，航空才能拓宽生存的道路。
同时，在大方向转变后，航空技术也不断突飞猛进，进入了新航空时代。现在有如下的问题值得我们思考：选择大还是选择小？个人化还是无人化？安全性如何保障？为了环保飞得更慢？模仿鸟类飞机“变翼”？改变结构减少噪音？这些问题不仅反映了技术的进步，更代表了未来低碳生活的追求。人类在追求享受的同时，也开始反思如何做到可持续发展，在未来的时空，只有实现可持续发展的转变，航空才能继续生存，进而进入一个全新的航空时代。
回归今时今日，科技的发展日新月异，群体化、社会化、高速化的趋势和特征异常明显，我们随时可能面临新的危机，新的挑战。这一点在航空领域尤其明显，因为在对航空航天技术要求不断提高的未来，落后的航空技术就意味着落后的国度，意味着国家的领空安全将无法保障。而在未来的多时空时代，失去了领空，就如同我们人类失去了一种感官，必将无法达到最优的状态。请相信，这不是危言耸听，但我们也不必因此而气馁。我相信，只要我们不断开拓、不断创新，属于我们的明天一定会更加美好。
二〇一二年十月
航空航天概论论文
【摘要】：人类自古以来，就梦想能像鸟儿一样在空中飞翔，中国春秋时代风筝的发明，虽然不能载人升空，但它确实可以称之为飞机的鼻祖。航空航天制造工程的技术状况，是衡量一个国家科技发展综合水平的重要标志。文章介绍了航空航天制造技术在国民经济中的特殊地位和作用，航空航天制造技术的特点及要求，航空航天制造业的关键技术、新技术及其发展趋势。 【关键词】：航空航天、材料
航空航天技术为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置，设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家，民族，乃至整个人类发展的高度追求，更是人类文明的集中体现。飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。
航空航天材料的进展取决于下列3个因素：
一、材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。
二、材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡***、高效能陶瓷制件等。
三、材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载谱，且无损检测技术也有了飞速的进步。
材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。
中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。不过，航空航天材料在发展的同时也给环境带来了一定的污染问题。
简况： 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机，当时使用的材料有木材（占47％），钢（占35％）和布（占18％），飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高，最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来，航空航天材料性能的不断提高，一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
分类： 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。
飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。
优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速，所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右，极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。 在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧（沸点为-183[2oc]）和液氢（沸点为-253[2oc]）作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料（如汽油、煤油）、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空（1.33×10[55-1]帕）和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。
寿命和安全： 为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。
在航空航天材料的发展过程中也对环境造成了一些污染，在以后我们要发明一些新型环保材料，在科技发展的同时保护好我们的环境。
通过一学期的学习，我明白了飞行器的飞行原理、各部件的组成及应用价值、航空航天技术的发展历程及航空航天技术对人类的巨大作用。我深信，人类生活将因航天航空技术的发展而有重大转变。未来，甚至通过科学技术的进步，科幻电影中那些外星球居住、新物种发现都不再只是人类的幻想。通过技术的学习，一切都可能改变，而航天航空技术概论这门课程就是学习这些技术的入口，成为了大学中重要的一门课程。
[1] 陈光。现代航空发动机发展与分析。北航动力系。1995年
[2]陈大光。未来先进飞机推进系统技术发展的新特点。北航动力系。 1994年 [31温俊峰试论发动机发展的“渐改法”，贵州航空发动机研究所。 1986年 [4]方昌德。2020年航空发动机技术发展预测，航空信息研究报告。1998年 [5]郭洪。国外军用飞机研制决策与管理成败实例研究航空信息 研究报告。1998年 [6]徐国华。管理学。清华大学出版社，1989年 [7]吴昊。韩新伟《航空科学技术》
飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料，是航空航天工程技术发展的决定性因素之一。航空航天材料科学是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器的设计不断地向材料科学提出新的课题，推动航空航天材料科学向前发展；各种新材料的出现也给飞行器的设计提供新的可能性，极大地促进了航空航天技术的发展。
航空航天材料的进展取决于下列3个因素:①材料科学理论的新发现：例如，铝合金的时效强化理论导致硬铝合金的发展；高分子材料刚性分子链的定向排列理论导致高强度、高模量芳纶有机纤维的发展。②材料加工工艺的进展：例如，古老的铸、锻技术已发展成为定向凝固技术、精密锻压技术，从而使高性能的叶片材料得到实际应用；复合材料增强纤维铺层设计和工艺技术的发展，使它在不同的受力方向上具有最优特性，从而使复合材料具有“可设计性”，并为它的应用开拓了广阔的前景；热等静压技术、超细粉末制造技术等新型工艺技术的成就创造出具有崭新性能的一代新型航空航天材料和制件，如热等静压的粉末冶金涡***、高效能陶瓷制件等。③材料性能测试与无损检测技术的进步：现代电子光学仪器已经可以观察到材料的分子结构；材料机械性能的测试装置已经可以模拟飞行器的载荷谱，而且无损检测技术也有了飞速的进步。材料性能测试与无损检测技术正在提供越来越多的、更为精细的信息，为飞行器的设计提供更接近于实际使用条件的材料性能数据，为生产提供保证产品质量的检测手段。一种新型航空航天材料只有在这三个方面都已经发展到成熟阶段，才有可能应用于飞行器上。因此，世界各国都把航空航天材料放在优先发展的地位。中国在50年代就创建了北京航空材料研究所和北京航天材料工艺研究所，从事航空航天材料的应用研究。
简况 18世纪60年代发生的欧洲工业革命使纺织工业、冶金工业、机器制造工业得到很大的发展，从而结束了人类只能利用自然材料向天空挑战的时代。1903年美国莱特兄弟制造出第一架装有活塞式航空发动机的飞机，当时使用的材料有木材（占47％），钢（占35％）和布（占18％），飞机的飞行速度只有16公里/时。1906年德国冶金学家发明了可以时效强化的硬铝，使制造全金属结构的飞机成为可能。40年代出现的全金属结构飞机的承载能力已大大增加，飞行速度超过了600公里/时。在合金强化理论的基础上发展起来的一系列高温合金使得喷气式发动机的性能得以不断提高。50年代钛合金的研制成功和应用对克服机翼蒙皮的“热障”问题起了重大作用，飞机的性能大幅度提高，最大飞行速度达到了3倍音速。40年代初期出现的德国 V-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后，材料烧蚀防热理论的出现以及烧蚀材料的研制成功，解决了弹道导弹弹头的再入防热问题。60年代以来，航空航天材料性能的不断提高，一些飞行器部件使用了更先进的复合材料，如碳纤维或硼纤维增强的环氧树脂基复合材料、金属基复合材料等，以减轻结构重量。返回型航天器和航天飞机在再入大气层时会遇到比弹道导弹弹头再入时间长得多的空气动力加热过程，但加热速度较慢，热流较小。采用抗氧化性能更好的碳-碳复合材料陶瓷隔热瓦等特殊材料可以解决防热问题。
分类 飞行器发展到80年代已成为机械加电子的高度一体化的产品。它要求使用品种繁多的、具有先进性能的结构材料和具有电、光、热和磁等多种性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用对象不同可分为飞机材料、航空发动机材料、火箭和导弹材料和航天器材料等；按材料的化学成分不同可分为金属与合金材料、有机非金属材料、无机非金属材料和复合材料。
材料应具备的条件 用航空航天材料制造的许多零件往往需要在超高温、超低温、高真空、高应力、强腐蚀等极端条件下工作，有的则受到重量和容纳空间的限制，需要以最小的体积和质量发挥在通常情况下等效的功能，有的需要在大气层中或外层空间长期运行，不可能停机检查或更换零件，因而要有极高的可靠性和质量保证。不同的工作环境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比强度和比刚度 对飞行器材料的基本要求是：材质轻、强度高、刚度好。减轻飞行器本身的结构重量就意味着增加运载能力，提高机动性能，加大飞行距离或射程，减少燃油或推进剂的消耗。比强度和比刚度是衡量航空航天材料力学性能优劣的重要参数：
比强度＝/
比刚度＝/式中[kg2][kg2]为材料的强度，为材料的弹性模量，为材料的比重。
飞行器除了受静载荷的作用外还要经受由于起飞和降落、发动机振动、转动件的高速旋转、机动飞行和突风等因素产生的交变载荷，因此材料的疲劳性能也受到人们极大的重视。
优良的耐高低温性能 飞行器所经受的高温环境是空气动力加热、发动机燃气以及太空中太阳的辐照造成的。航空器要长时间在空气中飞行，有的飞行速度高达3倍音速，所使用的高温材料要具有良好的高温持久强度、蠕变强度、热疲劳强度，在空气和腐蚀介质中要有高的抗氧化性能和抗热腐蚀性能，并应具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。火箭发动机燃气温度可达3000[2oc]以上，喷射速度可达十余个马赫数，而且固体火箭燃气中还夹杂有固体粒子，弹道导弹头部在再入大气层时速度高达20个马赫数以上，温度高达上万摄氏度，有时还会受到粒子云的侵蚀，因此在航天技术领域中所涉及的高温环境往往同时包括高温高速气流和粒子的冲刷。在这种条件下需要利用材料所具有的熔解热、蒸发热、升华热、分解热、化合热以及高温粘性等物理性能来设计高温耐烧蚀材料和发冷却材料以满足高温环境的要求。太阳辐照会造成在外层空间运行的卫星和飞船表面温度的交变，一般采用温控涂层和隔热材料来解决。低温环境的形成来自大自然和低温推进剂。飞机在同温层以亚音速飞行时表面温度会降到-50[2oc]左右，极圈以内各地域的严冬会使机场环境温度下降到-40[2oc]以下。 在这种环境下要求金属构件或橡胶轮胎不产生脆化现象。液体火箭使用液氧（沸点为-183[2oc]）和液氢（沸点为-253[2oc]）作推进剂，这为材料提出了更严峻的环境条件。部分金属材料和绝大多数高分子材料在这种条件下都会变脆。通过发展或选择合适的材料，如纯铝和铝合金、钛合金、低温钢、聚四氟乙烯、聚酰亚胺和全氟聚醚等，才能解决超低温下结构承受载荷的能力和密封等问题。
耐老化和耐腐蚀 各种介质和大气环境对材料的作用表现为腐蚀和老化。航空航天材料接触的介质是飞机用燃料（如汽油、煤油）、火箭用推进剂（如浓硝酸、四氧化二氮、肼类）和各种润滑剂、液压油等。其中多数对金属和非金属材料都有强烈的腐蚀作用或溶胀作用。在大气中受太阳的辐照、风雨的侵蚀、地下潮湿环境中长期贮存时产生的霉菌会加速高分子材料的老化过程。耐腐蚀性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料应该具备的良好特性。
适应空间环境 空间环境对材料的作用主要表现为高真空（1.33×10[55-1]帕）和宇宙射线辐照的影响。金属材料在高真空下互相接触时，由于表面被高真空环境所净化而加速了分子扩散过程，出现“冷焊”现象；非金属材料在高真空和宇宙射线辐照下会加速挥发和老化，有时这种现象会使光学镜头因挥发物沉积而被污染，密封结构因老化而失效。航天材料一般是通过地面模拟试验来选择和发展的，以求适应于空间环境。
寿命和安全 为了减轻飞行器的结构重量，选取尽可能小的安全余量而达到绝对可靠的安全寿命，被认为是飞行器设计的奋斗目标。对于导弹或运载火箭等短时间一次使用的飞行器，人们力求把材料性能发挥到极限程度。为了充分利用材料强度并保证安全，对于金属材料已经使用“损伤容限设计原则”。这就要求材料不但具有高的比强度，而且还要有高的断裂韧性。在模拟使用的条件下测定出材料的裂纹起始寿命和裂纹的扩展速率等数据，并计算出允许的裂纹长度和相应的寿命，以此作为设计、生产和使用的重要依据。对于有机非金属材料则要求进行自然老化和人工加速老化试验，确定其寿命的保险期。复合材料的破损模式、寿命和安全也是一项重要的研究课题。
报告题目：我国航空发动机发展简述
所属系部：航空工程及自动化系
学生姓名： 万奎 班级、学号: 075032-28 专 业：飞机制造技术
西安航空职业技术学院制
2007年12月20日
摘 要
本文主要介绍我国航空发动机的发展状况，以及对我国未来航空发动提出了一些建议。依次是从我国航空发动机概貌、航空发动机的作用、 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因、对我国航空发动机发展的浅见以及我国常用的航空发动机等方面阐述我国发动机在民航领域和军事领域内的应用及重要作用。主要以发动机的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介绍给读者，让读者对我国航空发动机的发展能够有一个充分的认识和了解。同时也告诉航空发动机的科技工作者他们肩上的责任。要努力的发展我国的航空发动机事业，缩小与发达国家之间的差距。
关键词：航空发动机
目录
：
一 我国航空发动机发展道路的选择
二 我国航空发动机发展历程回顾
三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因
四 对我国航空发动机发展的浅见
随着社会的发展，科技的进步，人们在不停的改造这个世界。在很久以前，
人们把升天看作是几乎不可能实现的事。可那些现如今已经变成了现实，并且人们把它当作一个高科技产业去发展。不管是在民航领域还是在军事领域都有广泛的发展前景。
要发展一个国家的航空事业，关键的核心就是要看这个国家的航空发动机水平的高低。飞机的飞行是要靠强大的动力系统的推进才能起飞的，没有了发动机那么飞机就是一堆可供人观赏的废品。因此，现代的人民认为，航空发动机水平的发展是衡量一个国家是否成为大国的重要标志。尤其是对我国这个航空事业比较落后的来说，航空发动机的发展显得尤为重要。它不仅仅是一个国家军事实力的重要标志之一，更重要的也是一个国家科技水平的重要标志之一。因此，可以毫不犹豫的这样说：“一个国家的科技水平的发展需要航空事业，一个国家的军事力量需要靠先进的航空事业做后盾。在战争中，是否拥有制空权还是要靠航空事业，而航空事业发展的核心又在于航空发动机的发展水平的高低。”所以说，航空发动机对发展航空事业是至关重要的。 一 我国航空发动机发展道路的选择
虽然我国的航空发动机走的是一条引进仿制的路，其过程历经了不少失误与反复，但仍走完了引进-仿制-改进改型的全过程，积累了丰富的改进改型与生产经验。而且，20世纪80年代以来进行的高性能推进系统的预先研究工作，在核心机方面取得了重大进展，使我们有了一定的技术储备，已经具备了走适合我们自己的发动机发展道路的条件。总结我们过去走过的路，借鉴国外的成功经验，我们认为，目前应当集中物力财力，突破重点型号，以满足国内急需，在此基础上加大预先研究力度，走以核心机衍生的发展道路，在条件合适的情况下开展国际合作。
第一页
（1）集中力量，突破重点型号。
国防动力的需要使我们不可能坐等研制出我们自己具有领先水平的航空发动机，因此，把改进改型的路继续走下去以满足军机发展的动力需求是当务之急。20世纪80年代中期，我国在国外某核心机的基础上研制的涡扇10发动机预计到2005年可装备部队，推重比7.5，相当于国外第三代发动机的技术水平，这将使我国与航空发达国家在航空发动机性能水平上的差距缩短到20年左右，为下一阶段的自行研制奠定基础。
（2）加强预先研究，走以核心机为基础的衍生发展道路。
总结我国新机研制的经验，代表一个新机水平的关键技术往往成为型号发展的障碍，其根本的原因在于技术储备不够。因此，下大力气搞好预先研究工作，集中有限的资源多开展几个类似“航空推进技术验证计划（APTD）”的预先研究，突破推重比为10一级的发动机的技术关键，进行技术储备，不仅是我国发动机发展的现实需要，而且是发动机发展规律的客观要求。
核心机主要是指基准发动机上的高压系统，它包括高压压气机、主燃烧室和高压涡轮三大部件。在一个成熟的高压系统基础上加上不同的低压系统，就可衍生出各种形式的发动机，因此，核心机可以理解为同一级别发动机的发展平台。研制核心机主要有以下优点：a.缩短发动机的研制周期，降低成本，提高可靠性。b.可增加发动机的通用零件数，改善互换性。c.使发动机的研制周期赶上飞机的研制周期，且大幅度降低新机的发展经费。据国外经验，在一台成熟的核心机上发展新机只要3～5年，经费也只有全新发动机的40%左右。
另外，核心机的发展可促进新技术的发展，先进的核心机指标可以推动设计研究、试验、测试工作向前发展，带动新材料、新工艺的革命，但核心机的
第二页
发展必须以大量的预先研究和技术储备为基础。 我国近50年来测绘仿制经验和近20年来的预先研究积累已经具备了发展推重比为10一级的核心机的条件，因此，改革现有的发动机发展的组织管理体制，加大投入，坚定不移地根据国情发展相应水平的核心机，不断衍生出各类航空发动机，逐步向国际先进水平靠拢应是我国下一阶段发动机发展的主要道路。
试车中的F100发动机
（3）以我为主走国际合作的道路。
从前述美、英、法的发动机发展道路中可以看出，进入20世纪80年代以来，进行国际合作是当今发动机发展的主要途径之一。通过国际合作来分担经费和风险，加快进度，开拓市场，这是发动机所具有的知识密集、技术密集和资金密集的特点所决定的。不同的国家进行国际合作的目的是不同的，发达国家进行国际合作的目的是为了减小投资风险、扩大市场占有率与盈利水平；对于技术比较落后的国家来说，合作的目的则是想学到新的技术与先进的管理经验，以尽早使自己走上独立研制之路。国际合作的主要模式有：a.合作
生产。b.合作研制和经营。c.合作研究与发展。目前，我国所进行的国际合作主要是合作生产，这与我国的航空发动机发展水平是相称的。国际合作实际上是另一种竞争的形式，它以实力为基础来进行分工与互利，其目的是为了更大的市场利益和国防竞争的最后胜利。由于社会制度的关系，其它形式的合作对我们来说目前还较难实现，所以，我们应以我为主努力提高我国发动机的研究与发展能力，赶上国际先进水平，到那时，国际合作的大门就会自动向我们打开。
二 我国航空发动机发展历程回顾
航空发动机是飞机的心脏，是飞机性能的决定因素之一。由于战斗机发动机要在高温？高压？高转速和高负荷的环境中长期反复地工作，而且还要求具有重量轻？体积小？推力大？使用安全可靠及经济性好等特点，因此，目前世界上真正具备独立研制发动机的国家只有美？俄？英？法？中等少数几个。中国航空发动机的研制是在新中国成立后一片空白的基础上发展起来的，从最初的仿制？改进？改型到今天可以独立设计制造高性能航空发动机，走过了一条布满荆棘的发展道路。
涡喷5发动机是我国根据前苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种涡喷发动机，由沈阳航空发动机厂研制。涡喷5是一种离心式？单转子？带加力式航空发动机，单台最大推力为25．5千牛，加力推力为32．5千牛，重量为980千克，主要用于国产歼-5战斗机。涡喷5发动机大量使用了高强度材料和耐高温合金，加上喷管的加工工艺要求精度高，叶片型面复杂，加力燃烧室薄壁焊接等多项先进制造技术，对我国当时的制造能力是一个考验。经过各方面的通力合作及努力，首批涡喷5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产，比原计划提前了近一年多，为国产歼-5战斗机的顺利投产起到了十分关键的作用。涡喷5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。
涡喷6发动机是我国根据前苏联提供的PⅡ-9B型发动机技术资料制造的一种加力式涡喷发动机，主要用于装备国产歼-6战斗机及稍后研制的强-5强击机。同涡喷5发动机相比，涡喷6在性能上有了很大的提高，由亚音速发展到了超音速，压气机的结构也从离心式发展为轴流式，其最大推力为25．5千牛，加力推力为31．8千牛，虽与涡喷5相差不大，但重量却减轻了23%，只有708千克，直径也缩短了48%，大大减少了飞机的迎风面积，适合歼-6超音速飞行。虽然涡喷6第一台发动机在1958年就已组装完毕，但因为受到当时“大跃进”运动的影响，使得涡喷6发动机出现了一系列的质量问题，1959年3月交付的60台发动机不断暴露出严重的质量问题，使得当时全军的歼-6飞机几乎全部停飞。1960年，中央军委决定对沈阳航空发动机厂进行全面质量整顿，并对涡喷6发动机进行重新试制。1961年10月，重新试制的涡喷6发动机最终通过了全寿命试车考核，随即转入批量生产，当年即交付了72台，保证了歼-6飞机作战的要求。但由于涡喷6发动机是依据前苏联提供的发动机资料仿制的产品，因此也具有前苏联发动机所存在的一些缺陷。直到1970年，沈阳航空发动机厂才彻底解决了使用中所出现的各种问题，再一次提高了歼-6飞机作战的机动能力。而后又相继研制了涡喷6甲和涡喷6A/B三种型号。
涡喷7发动机是按前苏联提供的P-Ⅱ-300发动机的技术资料制造的，主要用于当时研制的2倍音速歼-7飞机。涡喷7发动机性能较涡喷6有了很大的提高，其最大推力为38．2千牛，加力推力达55．9千牛，分别比涡喷6提高了50%和77%，并且为轴流式双转子结构，带有6级低压气机和2级涡轮组成高压和低压两个转子。火焰筒采用气膜冷却式，加力燃烧室也作了改进，消除了涡喷6发动机高空加力点火不稳定的缺点。尾喷口的调节由自动装置控制，材料上使用了较多的新材料，像压气机和涡轮叶片分别采用了不锈钢和高温合金。无论在性能还是在结构上，涡喷7都较涡喷6复杂，对制造工艺的要求也更加严格。1965年，涡喷7的研制工作全面展开，由于前期准备工作充足完备，试制工作进展顺利，同年10月第一台发动机即装配完成。1966年12月通过技术鉴定，开始批量生产。
1970年改由贵州航空发动机厂生产，后期贵州航空发动机厂对涡喷7发动机的技术又进行了多项革新，大大提高了涡喷7发动机的性能及质量水平。而后伴随着歼-8飞机动力装置的需求，我国又成功研制了涡喷7甲型发动机，成功地实现了从单纯仿制生产到自行设计改型的转变。
1964年，我国开始了新一代歼击机和强击机的研制工作，即歼-9和强-6的研制计划。为此，沈阳航空发动机设计研究所提出了双轴涡喷？单轴涡喷和涡扇三类共22个设计方案进行对比，经过筛选一致认为只有涡扇型可以满足这两种飞机的性能要求，遂将其命名为涡扇6型发动机。这是我国第一次设计大推力发动机，其设计为双轴内外涵混合加力式涡扇发动机，设计最大推力为70．6千牛，加力推力为121．5千牛，推重比为6。涡扇6于1964年10月开始进行初步设计，1966年完成了全部图纸设计。1966年初开始由沈阳航空发动机厂进行样机试制，1969年完成了2台试验机的制造工作。涡扇6的初步调试在1968年就已开始，整个调试工作包括运转试车？性能调试？持久试车？高空台及飞行台试验？国家定型试验等5部分。在5年多的运转调试期间，先后解决了压气机部件性能差和高压压气机喘振裕度小的问题？起动及中转速喘振等故障。1974年，发动机达到了100%转速，进入高转速运转试车。但此时又出现了高压转子振动大？高转速喘振和涡轮前温度超过设计值等问题。1979年11月，所出现的各种问题相继被解决，发动机实现了高转速长时间稳定运转。1980年，涡扇6开始进入性能摸底试验阶段，1981年进行了加力燃烧室试验，发动机加力推力达到了123．5千牛，达到了加力状态的设计性能。1973年，由于歼-9飞机的设计指标进行了修改，性能有了进一步的提升（达到了双2．5，即升限2．5万米，速度2．5马赫），加之为满足1976年上马的歼-13飞机的研制需要，1980年又拟定了对涡扇6发动机的改型方案，即涡扇6G。改进工作主要是在保持原发动机外形尺寸不变的情况下，将发动机的最大推力增加到138．2千牛，最大推力提高到83．3千牛，推重比提高到7。1982年2月，首台涡扇6G进行了地面试验，实测其最大推力和加力推力均达到预期指标，可以进行实机飞行试验，为其进一步发展铺平了道路。然而，在80代初期，由于空军装备体制发生变化，歼-9和强-6飞机计划相继下马，作为其配套动力的涡扇6也失去了使用对象。1983年7月，涡扇6发动机的研制工作全部中止，1984年初，研制计划被正式取消。
涡喷13系列发动机的研制使我国结束了不能研制生产高性能涡喷发动机的历史，虽然其性能及技术还不是特别先进，但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变。进入80年代后，我国的航空发动机研制能力已具备了一定的实力，而这个时期也是我国新型歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ飞机研制的关键时刻。由于飞机性能要求的提高，必须要有一种新的发动机作为这两种飞机的动力装置，因此涡喷13“受命而生”。涡喷13发动机在结构上对压气机进行了大幅度改进，使得喘振裕度明显提高，低压转子加了轴间轴承，振动小，压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金，既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外，还增加了较为先进的发动机控制装置，提高了发动机的控制性能？可靠性和稳定性。发动机的推力也提高到了43．1千牛，加力推力则达到了64．7千牛，分别比涡喷7提高了50%和15%，发动机的翻修间隔也达到了350小时。涡喷13发动机的研制工作从1978年开始全面展开，1980年，首批3台发动机开始进行调试试车，到1984年先后完成了可靠性试车，1985年开始装机试飞，满足了歼-8Ⅱ飞机的研制进度。80年代末，经过改进的涡喷13A发动机也开始了研制，改进的主要方向放到提高性能及可靠性上，并采取了多项措施。改进后的发动机前涡轮温度提高了50度，发动机的加力推力提高到了64．7千牛。多项试验表明，涡喷13A发动机的匹配性好，工作稳定，可靠性有了明显的改善。1991年，涡喷13A开始进入批量生产，成为量产歼-8Ⅱ的改型机歼-8B的标配动力。后又相继研制了涡喷13F发动机？涡喷13FⅠ型发动机以及涡喷13AⅡ和涡喷13B等型号。值得一提的是涡喷13B发动机，该发动机的各方面性能都是涡喷13系列中性能最好的，主要是在压气机？机匣？涡轮叶片及加力燃烧室上作了重大的改进，发动机的加力推力提高到了68．6千牛，耗油率则下降了2．5%，达到了当初的设计目标。
“昆仑”发动机（如下图）是我国第一种完全自行设计？研制的国产涡喷发动机，具有完全的“自主知识产权”，其所使用的技术？材料？工艺等完全立足国内。“昆仑”发动机的研制有几分偶然因素在内，最终能有今天的这个结果非常不易。1984年，上级下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务。1987年正式立项，开始进入原型机的研制阶段。而此时恰逢我国颁布了“全新的发动机通用规范”，上级要求“昆仑”发动机的研制要全面贯彻新的国军标，这使“昆仑”发动机研制进度大大拖慢。“昆仑”发动机的地面试车过程中曾先后出现过高压涡轮叶片折断？高压压气机和低压压气机叶片断裂？发动机管路渗漏油？空中润滑油消耗量过大？舱壁温度过高等问题，而在装机试飞中又出现了部分加力脉冲？加力点火成功率低？高空大速度喘振停车？高空小速度切断加力停车等各种重大技术问题。公司技术人员经过近一年多的攻关，将出现的所有技术问题都圆满解决了，研制工作也顺利进入了最后阶段，最后在2001年12月通过了国家测试，于2002年正式设计定型，历经18年的时间。后来，我国又先后推出“昆仑”Ⅰ？“昆仑”Ⅱ型发动机。尤其是“昆仑”Ⅱ型发动机，其最大推力和加力推力分别比“昆仑”型发动机提高到了53．9千牛和76．4千牛，最大推力和加力推力时的耗油率则下降到0．093千克/牛“小时和0．18千克/牛”小时，推重比为7。由于“昆仑”Ⅱ型发动机的安装方式和外形尺寸与我国大量在役的涡喷7?涡喷13系列发动机基本相同，具有很好的互换性，因此可以很方便地安装到现役各型歼-7?歼-8飞机上，从而使这两种飞机的性能有了一个跨越式的提高，极大地提高了我海空军航空兵的空中作战能力。 三 我国发动机发展水平与航空发达国家的差距及落后原因
关于我国现代航空发动机的性能水平，1989年原航空工业部高推预研办公室与北京航空航天大学管理学院曾进行过定量分析，在修正了美国兰德公司Birkler的TOA模型并发展了中国航空发动机的TOA模型后，用它对我国已获得的和将发展的航空发动机性能水平进行了分析和预测，分析认为，当时我国可获得的航空发动机性能水平与美国的差距约为20年，到2000年这个差距约为25年。在过去的30几年中，我国可获得的航空发动机性能水平提高的平均速度仅为美国的55%，若不采取恰当措施，差距会越来越大。有文献对我国现役航空发动机的主要参数与航空发达国空家进行了对比，认为到2005年我们比发达国家落后20年左右。因此可以认为，我国航空动力的总体技术水平比发达国家落后25～30年。
我国在航空发动机发展中所遇到的问题和造成落后现状的原因是多方面的。在航空界从领导到广大从业人员对航空发动机在整个航空发展中的地位、作用和重要性及“振兴航空，动力先行”的口号已有共识；有权威的飞机专家也都认为“应把发动机发展放在航空的首位”；中央领导也指示“要像抓两弹那样把涡扇发动机搞上去。”对新研制航空发动机，技术难度大、投资费用高和研制周期长等特点，也都有深刻的认识。作为一个航空发动机科技工作者，当然对其当前的落后状态非常焦急和优虑，对其落后的原因经常不断地进行了多年的思考。我认为:我国航空发动机发展落后的关键问题和根本原因是管理。现将对此问题的思考和看法论述如下: (一)航空航天发展对我们的启示
当前航空落后于航天，发动机又落后于飞机，这是客观的事实。为什么航空发动机会落后呢？只要简单对比一下:航天是先研制发展型号而带动工厂生产，而航空是先仿制生产，工厂只管批生产；航天是研究、设计、试验、生产一体化，统一领导管理，航空的发动机设计在研究所与生产工厂是两个独立的（各自为的）组织领导系统。总之，航天是走了自立更生、自我发展、自行研制的道路和有一个完整、协调、统一的符合新机研制的组织管理系统。如果从发展历史看，航空比航天起步还早，航空发动机起始的技术基础也比航天好。所以，这不是个技术问题，而是一个管理问题。
其实，在航空系统也有值得思考和总结的事例。(1)贵州航空发动机研究所无论在技术力量、试验设备和设计经验等方面，都无法与国内的发动机老研究所和大的研究所相比，但该所能不断改进改型，研制成16个型别，改进发展成两个系列发动机，保证了国内歼击机发动机和空海军急需的装备，并出口创汇。深思其根本主要的原因，是从实际出发，遵循了“量力而行，有所作为，循序渐进，发展产品”的设计思想和“厂所结合，公司统一领导”的管理体制。(2)成都飞机公司，多年来改进发展的歼七系列，成为国内主战歼击机并出口创汇，也不能说成飞公司在同行业中技术力量最强，而最重要的是该公司实行了设计、试验、生产一体化的组织领导体制。(3)1984年4月航空工业部实现了两型新机首飞成
功，并能按计划完成了两机定型，主要原因是按系统工程严格科学管理、加强统一领导和组织协调了各分系统。这些事例进一步说明:新机研制发展，技术是很重要的、必要的，但关键是管理。
（二）管理理论给我们提供了依据 世界各国普遍的经验证明:在现代化进程中，资金、技术和管理是三大关键，而管理又处在核心的地位，即管理是现代化关键的关键。美国近代管理学家杜克洛指出:“促进现代社会文明的三根支柱是管理、科学和技术，而管理是促成社会经济技术发展最关键的因素”。人们常说，不论是一项工程还是一个企业的成功是“三分技术，七分管理”。这里不是说笠技术不重要”，只是要强调，技术很重要，而管理更重要。那么，究竟什么是管理？管理的理论是一门科学，是一软科学，管理的实践也是一门艺术:“管理”一词在《管理学》中的定义是:“管理是通过计划、组织、控制、激励和领导等环节，来协调人力、物力和财力等资源，以期更好地达成组织目标的过程”。这里所讲的计划、组织、控制、激励和领导等是管理的五大基本职能，这对航空发动机发展至关重要
（三）过去实践中的问题值得总结
回顾过去航空发动机发展中，新机研制未能最终成功，都不是因为技术问题，而是与执行上述管理职能中的失误有关。
计划职能是根据预测结果和实际需要建立目标，实际需要是制定计划的依据，正确的需要是新机发展研制成功的前提。如当年研制喷发一1A，既没有进行科学预测，更没有掌握空军的实际需要，最终，因空军不用，而停止研制。这正说明计划这一管理职能的重要性。
组织职能是指为实施计划而建立的组织结构和为实现目标而进行的组织过程。我国的发动机设计研究所是学习苏联设计局(O.K.E)的模式，但又未学全学好，只能设计、试验而无工厂保证试制；其实前苏联的发动机设计局也都进行了组织结构重组，改组为航空发动机科研生产联合体；我国航空发动机的管理体制仍然是组织分散，厂所分离，甚至相互对立，或者是有名无实的联合；因而新机是不会更好、更快研制成功的。近年来，为了企业的生存和发展，美国波音和麦道尔公司的合并；德国航空航天工业机构合并，组织结构重组也很成功。这都说明组织这一管理职能的重要性。
领导职能主要是决策和用人，任何事如决策错误，一开始就错了，一切都错了。如决定研制高指标的814号发动机，这种当时接近国际水平、完全脱离我国实际的决策，不仅浪费了人力、物力、财力和时间，最终不得不停止研制；而且也使红旗2号发动机研制半途而废。又如引进斯贝发动机仿制，既无明确的使用对象，又把技术引进与自行研制分割开并对立起来，致使涡扇一6研制失去更好地借鉴斯贝新技术的机会。以上问题，是由于我国没有科学决策机制而造成的。所以说决策科学化是新机发展研制成功的根本。
综上所述，严格的科学管理是航空发动机发展、研制成功的关键，没有科学管理则是其失败的根源。
四 对我国航空发动机发展的浅见
（一）制订航空发动机发展战略
航空发动机发展关系到整个航空发展的全局。其发展战略即是一定时期内航空发动机发展全局性的方针任务及主要目标。目前世界航空大国都在实施航空发动机研究和发展计划，针对我国的落后现状，首先，必须制定出我国航空发动机发展战略，为今后实施提供依据。 (二)建立专门决策机构，严格遵循决策程序
专门的决策机构是科学决策的组织保证，它必须由专职的各方面专家和有关领导组成，并要有明确的责任制度。决策程序是决策科学化的重要措施，它从制度上规定了论证、评审和决策的方法和过程，杜绝行政首长意志的干扰。因决策失误，导致新机研制半途而废、无限延期、最终失败或严重浪费，在国内外都不乏其例。为避免“一着失误，全盘皆输”的恶果，必须加强决策科学化。
（三）确立实事求是的设计原则和指导思想
新机研制正确的设计思想首先要处理好先进性与现实性的关系。因设计思想片面迫求，在新机方案竞争遭到失败或最终研制失败的事例，在国内外都不胜枚举。法国和前苏联在技术储备和实力上都不如美国，但是他们都设计研制了先进的飞机和发动机。法国达索公司和SNECMA公司在新机设计上都遵循了“渐改法”的原则；原苏联在新机设计中都贯彻了“简单实用”的原则。对我国来说，技术经济实力更差，法国和前苏联的设计原则和思想，是非常值得我们借鉴的。
（四）改革现行的组织结构和管理体制
不论西方航空发达国家，还是前苏联或俄罗斯。他们都是航空发动机研究、设计、试验、试制和生产一体化的组织管理体制—公司或联合体；而我国是分散的、分离的、分割的。实践证明:只有设计研究与试制生产单位组成一个整体，有共同的利益、共同011事业和共同的目标，才能更好、更快地研制出新机。不仅要厂所结合，而且要“厂所一体，公司统一领导”，才是航空发动机发展和新机研制的组织保证。
（五）树立竞争观念，强化竞争机制，实施多方案竞争
竞争是推动经济和技术发展的动力，能激发和挖掘创新的积极性和潜能，国外正反两方面的经验证明，强化竞争，优选方案是确保成功实施新机研制的重要途径和行之有效的方法。西方航空发达国家是靠竞争机制，前苏联之所以成为军用航空大国，也是由于采取竞争择优机制和竞争的激励作用。我国航空至今还是政府指令，例如歼八11飞机改型选择动力装置，如果采用多方案竞争择优机制，可以断言，会使飞机早日成功并能节约大量研制费用。这也说明，竞争机制无疑是加速我国航空发动机发展的必由之路。
（六）运用系统工程的原理与方法，进行组织管理
系统工程是一门实现系统最优化的科学，是组织管理的科学方法。我国著名科学家钱学森在《组织管理的技术—系统工程》一文中指出“系统工程学则是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的方法。”航空推进系统的研制和发展是一项复杂的系统工程，虽然是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统。运用系统工程必然会更有效地推动和加速航空发动机的研制和发展。
（七）抓住机遇、加快预研，加强技术基础的建设 在当前航空发动机技术加速发展的形势下，我们应抓住机遇，尽力引进国外先进技术，但必须坚持自力更生发展我国航空发动机特别是军用发动机的国策。如法国二战后航空技术基础被彻底破坏，但它坚持独立自主发展军用航空发动机作为国策，宁愿本国发动机性能差些，也绝不依靠别国先进的发动机。这种指导思想和自立自强精神。非常值得我们学习。为此，必须加快航空发动机预研发展，加强其技术基础建设。考虑到我国实际及原有基础。设计研制新机，在积极引进英、美的先进技术同时，目前还是以俄罗斯的先进发动机为参考基础，可能会更快更稳妥地发展我国的航空发动机。
（八）发扬创新精神，加强技术队伍的建设
航空发动机发展，归根到底是靠一支高水平的、有进取精神和创新能力的技术队伍。管理的核心是管理人，对人不仅要“管”，更重要的是“理”，即理顺关系、理解人的心理，尊重人的创造。只要人的积极性、主动性和创造性被调动和发挥出来，航空发动机的研制发展，就会出现奇迹。当然，由于航空基层所在地理位置等客观环境条件，不仅要不断提高这支队伍，还要采取有效措施稳定住这支技术队伍。
以上所述，均属管理范畴的意见，为了航空发动机发展，供商榷探讨。笔者认为:上述的意见和问题得不到解决或有效的落实，没有科学管理:特别是组织管理现状不改变，即使国家给再多的投资，引进再多新技术，也研制不出先进的新发动机；即使研制出来，也是耗费几倍不该拖延的时间周期，待研制出来或取得成果，已经大大落后而无人采用了。总之，航空发动机发展的关键和核心问题是管理，这是一个值得认真思考和必须解决的问题。
参考文献
[1] 陈光。现代航空发动机发展与分析。北航动力系。1995年
[2]陈大光。未来先进飞机推进系统技术发展的新特点。北航动力系。 1994年
[31温俊峰试论发动机发展的“渐改法”，贵州航空发动机研究所。 1986年
[4]方昌德。2020年航空发动机技术发展预测，航空信息研究报告。1998年
[5]郭洪。国外军用飞机研制决策与管理成败实例研究航空信息 研究报告。1998年
[6]徐国华。管理学。清华大学出版社，1989年
[7]吴昊。韩新伟《航空科学技术》
目录
1、航空复合材料概述 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 2 1.1复合材料。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 2 1.2复合材料在飞行器上的应用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 3 1.3C/C复合材料在高超飞行器中应用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 4 2.C/ C 复合材料 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.1概述 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 5 2.2碳/碳复合材料的组成及微观结构 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.3 碳/碳复合材料的性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 6
2.3.1 物理性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.2 力学性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.3 热学及烧蚀性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.4 摩擦磨损性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 2.4碳/碳复合材料制备及加工 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7
2.4.1液相浸渍工艺 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7 2.4.2化学气相沉积工艺 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7 2.4.3碳／碳复合材料的切削加工 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.5碳/碳复合材料的应用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 8
2.5.1固体火箭发动机喷管上的应用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.5.2刹车领域的应用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.6碳/碳复合材料的氧化及防氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 9
2.6.1碳/碳改性抗氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 9 2.6.2 碳/碳涂层防氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 9
参考文献。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 10
航空复合材料与碳/碳复合材料概述
摘要：复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。一般由基体材料和功能组元所组成。复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料，密度小、比强度大、线膨胀系数低（ 仅为金属的1/ 5~ 1/ 10） 、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。特别是C/ C 复合材料在1 000℃~ 2 300℃ 时强度随温度升高而升高， 是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料。 关键词：航空复合材料，碳/碳复合材料
1、航空复合材料概述
1.1复合材料
复合材料是由两种或两种以上的不同材料、不同形状、不同性质的物质复合形成的新型材料。一般由基体材料和功能组元所组成。复合材料可经设计，即通过对原材料的选择、各组分布设计和工艺条件的保证等，使原组分材料优点互补，因而呈现了出色的综合性能。
早期飞机为复合材料，由木质框架，金属丝支架和织物组成。焊接钢质框架从20世纪20年代早期开始代替木质框架。轻质铝壳结构则从20世纪30年代开始采用。到20世纪50年代完全转变成“全金属”飞机的过程完成。 随着玻璃纤维、凯夫拉尔、碳纤维等复合材料的发展，并且早期复合材料结构的使用预示着复合材料运用的辉煌。 在飞机上翼尖小翼、雷达罩和尾锥上少量玻璃纤维增强塑料的使用标志着飞机设计上复合材料的重新应用。从那时起复合材料在这些部件上的成功应用导致在每一种新机型上复合材料应用的增加。波音747使用了超过10000平方英尺表面的复合材料结构。在过去几年当中先进复合材料技术运用到诸如大翼面板、地板梁等主要结构上。显而易见对基本复合材料结构和复合材料结构修理技术的理解对于航空公司人员来说是多么重要。
先进复合材料优异的力学性能和明显的减重效果在航空器领域得到广泛认可。随着飞机性能的不断提高，作为现代飞机结构材料的复合材料的应用已由小型、简单的次承力构件发展到大型、复杂的主承力构件。在飞机机翼、机身、操纵面、起落架舱门、蒙皮、安定面、雷达罩等部件多处使用[1]。
复合材料的优点： （1）相对不易腐蚀； （2）不会产生金属疲劳； （3）可设计载荷；
（4）可减少连接部件（同步成型）； （5）减重，节油。 复合材料的缺点：
（1）原料高成本（增强纤维，如CF）； （2）制造维修人力成本高，耗时； （3）力学性能受温度湿度影响高； （4）检测损伤难度大；
（5）可导致铝等电位低的金属腐蚀。
1.2复合材料在飞行器上的应用
先进复合材料技术的实际应用在飞行器设计与制造中具有重要的地位。这是因为复合材料的许多优异性能，如比强度和比模量高，优良的抗疲劳性能，以及独特的材料可设计性等，都是飞行器结构盼望的理想性能。高性能飞行器要求结构重量轻，从而可以减少燃料消耗，延长留空时间，飞得更高更快或具有更好的机动性；也可以安装更多的设备，提高飞行器的综合性能。
减轻结构的重量可大大节约飞机的使用成本，取得明显的经济效益。据国外有关资料报告，先进战斗机每减重1kg，就可节约1760美元。西方国家在很短的时间内就实现了从非受力件和次受力件到主受力件应用的过渡，无论是用量还是技术覆盖面都有了很大的发展。目前正在研制的战斗机中所使用的复合材料可占飞机结构总重量的50%以上。飞机隐身技术的发展与应用，进一步扩大了对复合材料技术的需求。在继民用飞机中出现全复合材料飞机（如Lear Fan 2100，Starship和Vayager）之后又出现了全复合材料机身的隐身轰炸机B2。此外，也只有采用了复合材料，才使前掠翼得以在X-29上实现[2]。
目前，国内飞机型号应用复合材料的比例越来越高，应用复合材料的部件越来越大，复合材料构件的结构也越来越复杂，复合材料构件已经逐步从次承力构件到主承力构件转变，复合材料的垂直安定面、水平尾翼、前机身、舱门、整流罩等构件已在多种型号飞机上使用并形成了批量生产能力。机翼、旋翼等主承力构件也已经在小批量生产[3]。
国内复合材料在飞机上应用最多的是新研制的中、高空长航时无人机，其机体复合材料的使用量达到70%，机翼翼展18米，为全复合材料结构；其中，机翼整体盒段运用设计工艺一体化技术，将机翼的前、后梁，上蒙皮和所有中间肋整体共固化成型，在复合材料应用技术上有所突破。在自行设计制造的直升机上，应用复合材料最多的是Z10专用武装直升机，其主桨叶、尾桨叶和尾段为全复合材料结构。
1.3C/C复合材料在高超飞行器中应用
碳/碳（C/C）复合材料是一种新型高性能结构、功能复合材料，具有高强度、高模量、高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优异特性，在机械、电子、化工、冶金和核能等领域中得到广泛应用，并且在航天、航空和国防领域中的关键部件上大量应用。我国对C/C复合材料的研究和开发主要集中在航天、航空等高技术领域，较少涉足民用高性能、低成本C/C复合材料的研究。
导弹、载人飞船、航天飞机等 ，在再入环境时飞行器头部受到强激波， 对头部产生很大的压力，其最苛刻部位温度可达2760℃，所以必须选择能够承受再入环境苛刻条件的材料。设计合理的鼻锥外形和选材，能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量1%～10%左右。对导弹的端头帽，也要求防热材料在再入环境中烧蚀量低，且烧蚀均匀对称，同时希望它具有吸波能力、抗核爆辐射性能和全天候使用的性能。三维编织的 C/ C复合材料，其石墨化后的热导性足以满足弹头再入时由160 ℃至气动加热至1700 ℃时的热冲击要求，可以预防弹头鼻锥的热应力过大引起的整体破坏；其低密度可提高导弹弹头射程，已在很多战略导弹弹头上得到应用。除了导弹的再入鼻锥，C/ C 复合材料还可作热防护材料用于航天飞机。
C/ C 复合材料在涡轮机及燃气系统 （已成功地用于燃烧室、导管、阀门） 中的静止件和转动件方面有着潜在的应用前景，例如用于叶片和活塞，可明显减轻重量 ，提高燃烧室的温度 ，大幅度提高热效率。
美国F22、F100、F119军机和俄罗斯航空发动机上已经采用碳/碳制作航空发动机燃烧室、导向器、内锥体、尾喷管鱼鳞片和密封片及声挡板等。
2.C/ C 复合材料
2.1概述
C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料，密度小、比强度大、线膨胀系数低（ 仅为金属的1/ 5~ 1/ 10） 、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。特别是C/ C 复合材料在1 000℃~ 2 300℃ 时强度随温度升高而升高， 是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料。
2.2碳/碳复合材料的组成及微观结构
碳/碳复合材料的组成有两大部分: 碳纤维和基体碳。
碳纤维织物结构形式
A：2D平纹 ；b：2D8H缎纹 ；c：3D径向编织
d：3D；e：4D； f：5D 碳纤维的增强形式有单向(1D)、双向(2D)及多向。单向增强可在一个方向上得到最高拉伸强度的碳/碳；双向织物提高了抗热应力性能和断裂韧性，容易制成大尺寸形状复杂的部件，有广泛的应用基础。三向及多向编织具有更好的结构完整性和各向同性 。
2.3 碳/碳复合材料的性能
2.3.1 物理性能
碳/碳复合材料在高温热处理后的化学成分，碳元素高于99%，像石墨一样，具有耐酸、 碱和盐的化学稳定性。其比热容大，热导率随石墨化程度的提高而增大，线膨胀系数随石墨化程度的提高而降低等。 2.3.2 力学性能
碳/碳复合材料的力学性能主要取决于碳纤维的种类、取向、含量和制备工艺等。单向增强的碳/碳复合材料，沿碳纤维长度方向的力学性能比垂直方向高出几十倍。随着温度的升高，碳/碳复合材料的强度不仅不会降低，而且比室温下的强度还要高。一般的碳/碳复合材料的拉伸强度大于 270MPa, 单向高强度碳/碳复合材料可达700MPa 以上。在1000 ℃以上，强度最低的 碳/碳复合材料的比强度也较耐热合金和陶瓷材料的高。碳/碳复合材料的断裂韧性较碳材料有极大的提高，其破坏方式是逐渐破坏， 而不是突然破坏， 因为基体碳的断裂应力和断裂应变低于碳纤维。
2.3.3 热学及烧蚀性能
碳/碳复合材料导热性能好、热膨胀系数低，因而热冲击能力很强，不仅可用于高温环境， 而且适合温度急剧变化的场合。其比热容高， 这对于飞机刹车等需要吸收大量能量的应用场合非常有利。碳/碳复合材料是一种升华-辐射型烧蚀材料，且烧蚀均匀。通过表层材料的烧蚀带走大量的热，可阻止热流传入飞行器内部。因此该材料被广泛用作宇航领域中的烧蚀防热材料。 2.3.4 摩擦磨损性能
碳/碳复合材料中碳纤维的微观组织为乱层石墨结构，其摩擦系数比石墨高，特别是它的高温性能特点，在高速高能量条件下摩擦升温高达 1000 ℃以上时，其摩擦性能仍然保持平稳，这是其它材料所不具备的。因此，碳/碳复合材料为军用和民用飞机的刹车盘材料越来越广泛。
2.4碳/碳复合材料制备及加工
碳/碳复合材料的主要制备步骤为：预制体的成型，致密化处理和石墨化，其中致密化是制备碳/碳复合材料的关键技术。 致密化
成型后的预制体含有许多孔隙，密度也低，不能直接应用，须将碳沉积于预制体，填满其孔隙，才能成为真正的结构致密、 性能优良的碳/碳复合材料，此即致密化过程。 传统的致密化工艺大体分为液相浸渍和化学气相沉积两种。 2.4.1液相浸渍工艺
液相浸渍工艺一般在常压或减压下进行。 工艺过程上图所示， 液相浸渍(LPI)工艺是将碳纤维预制体置于浸渍罐中，抽真空后充惰性气体加压使浸渍剂向预制体内部渗透，然后进行固化或直接在高温下进行碳化，一般需重复浸渍和碳化5～6次而完成致密化过程。此工艺存在问题是: （ 1） 工艺繁复、周期长、效率低；(2) 液体难以浸渍到预制体微孔中； （ 3）有些浸渍液在常压和减压下碳化效率低，必须加压， 如煤沥青；(4)有些浸渍液碳化时粘附性过好，易于阻塞气孔口，难以达到致密要求，如树脂。 2.4.2化学气相沉积工艺
化学气相沉积（CVD)工艺是以丙烯或甲烷为原料，其工艺过程下如图所示。在预制体内部发生多相化学反应（如CH4=C+2H2）的致密化过程。CVD工艺的优点是材料性能优异、工艺简单、致密化程度能够精确控制，缺点是制备周期太长(500～600h甚至上千小时），生产效率很低。 2.4.3碳／碳复合材料的切削加工
据文献报导，车削该复合材的料所得到的切削用量各要素对切削力的影响规律与切削一般脆性材料的基本一致。虽然基体硬度较低，切削力数值不大，但材料中硬质点对刀具的磨损比较严重，故选用CBN为宜。因材料为脆性，故切屑常呈粉末状，必须用吸屑法来排屑。
2.5碳/碳复合材料的应用
碳/碳 复合材料作为优异的热结构功能一体化工程材料，自1958年诞生以来，在军工方面得到了长足的发展，其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件 由于其耐高温，摩擦性好，目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件飞机及赛车的刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动的热端部件等。
2.5.1固体火箭发动机喷管上的应用
在固体火箭发动机(SRM)中，喷管喉部的烧蚀状态最为恶劣，因此，必须采用具有良好耐烧蚀和抗冲刷性能的喷管喉衬材料来抵御严酷的烧蚀环境。采用碳/碳复合材料的喉衬、扩张段延伸出口锥，具有极低的烧蚀率和良好的烧蚀轮廓，可提高喷管效率 1 % ~3 %，即可大大提高 SRM 的比冲。 2.5.2刹车领域的应用
碳/碳复合材料制作的飞机刹车盘重量轻、耐温高，比热容比钢高 2.5 倍；同金属刹车材料相比，可节省 40 %的结构重量，碳/碳复合材料刹车盘的使用寿命是金属基的 5 7 倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小，因此碳/碳复合材料刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。目前法国欧洲动力，碳工业等公司已批量生产碳/碳 复合材料刹车片，英国邓禄普公司也已大量生产碳/碳复合材料刹车片，用于赛车、火车和战斗机的刹车材料。 2.6碳/碳复合材料的氧化及防氧化
C /C 复合材料存在一个致命的弱点，即在高温氧化性气氛下极易发生氧化反应： 2C+O2 →2CO 。 碳/碳复合材料的防氧化
碳/碳的防氧化的方法有材料改性和涂层保护两种，材料改性是提高碳/碳本身的抗氧化能力，涂层防氧化是利用涂层使碳/碳与氧隔离。 2.6.1碳/碳改性抗氧化
通过对碳/碳改性可提高抗氧化能力，改性的方法有纤维改性和基体改性两种，纤维改性是在纤维表面制备各种涂层，基体改性是改变基体的组成以提高基体的抗氧化能力。 ①碳/碳纤维改性
在纤维表面制备涂层不仅能防止纤维的氧化，而且能改变纤维/基体界面特性。提高碳/碳首先氧化的界面区域的抗氧化能力。纤维改性的缺点是降低了纤维本身的强度，同时影响纤维的柔性，不利于纤维的编织[4]。 ②碳/碳基体改性
基体是界面氧化之后的主要氧化区域，因此基体改性是碳/碳改性的主要手段。基体改性主要有固相复合和液相浸渍等方法。
固相复合是将抗氧化剂（如Si、Ti、B、BC、SiC等）以固相颗粒的形式引入碳/碳基体。抗氧化剂的作用是对碳基体进行部分封填和吸收扩散入碳基体中的氧。
液相浸渍是将硼酸、硼酸盐、磷酸盐、正硅酸乙脂、有机金属烷类等引入碳/碳基体，通过加热转化得到抗氧化剂
2.6.2 碳/碳涂层防氧化
基体改性防氧化不仅寿命有限，而且工作温度一般不超过l000℃，对基体的性能影响也很大。在更高温度下工作的碳/碳必须依靠涂层防氧化，因此涂层是碳/碳最有效的防氧化手段。 首先涂层必须具有低的氧渗透率和尽可能少的缺陷，以便有效阻止氧扩散。其次涂层必须具有低的挥发速度，以防止高速气流引起的过量冲蚀。再次涂层与基体必须具有足够的结合强度，以防止涂层剥落。最后涂层中的各种界面都必须具有良好的界面物理和化学相容性，以减小热膨胀失配引起的裂纹和界面反应
参考文献
[1] 崔岩。碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]。材料工程，2002(6): 3-6. [2]王国荣，武卫莉，谷万里。复合材料概论，哈尔滨工业大学出版社，2007 [3]戴永耀。碳/碳复合材料及其在航空上的应用前景[J]。材料工程1993,(11): 43-46. [4]付前刚，李贺军，李克智等．C／C复合材料防氧化涂层sic麟C—MOSi2的制备与抗氧化性能硼。金属学报。2009,45(4):503—506.