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美國(guó)海軍正在開(kāi)展“高超聲速飛行器航空結(jié)構(gòu)替代品聯(lián)合加速”(Jahvaa)計(jì)劃,旨在為高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)碳-碳材料的新型替代品,目標(biāo)是大幅降低成本、加快交付并提供與碳-碳材料類(lèi)似的性能。
碳-碳材料是一種由石墨基增強(qiáng)的碳纖維制成的復(fù)合材料,還是美國(guó)國(guó)防部目前正在開(kāi)發(fā)的多種高超音速助推滑翔飛行器的主要熱防護(hù)系統(tǒng)材料。此外,美國(guó)宇航局(NASA)在高超聲速項(xiàng)目中也一直使用這種材料。
但美國(guó)海軍空戰(zhàn)中心的克雷恩部門(mén)(Crane Division)指出,國(guó)防部對(duì)碳-碳材料的依賴將面臨一定風(fēng)險(xiǎn)。
海軍空戰(zhàn)中心在4月份發(fā)布的解決方案申請(qǐng)中指出,“碳-碳是一種小眾材料,制造起來(lái)既費(fèi)時(shí)又昂貴。它由非常有限的精品供應(yīng)基地支持,缺乏對(duì)國(guó)防部的預(yù)期需求的快速響應(yīng)能力”。
該中心啟動(dòng)了“高超聲速飛行器航空結(jié)構(gòu)替代品聯(lián)合加速”計(jì)劃,以鑒定多種用于熱防護(hù)系統(tǒng)的新材料。該計(jì)劃與將美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室為期三年的高超聲速應(yīng)用碳-碳復(fù)合材料制造計(jì)劃一起推進(jìn)。Jahvaa計(jì)劃僅考慮碳-碳復(fù)合材料的替代品,選擇幾個(gè)碳-碳替代品的提案,隨后在一家獨(dú)立的公司進(jìn)行驗(yàn)證,以確保材料能夠滿足性能、成本和生產(chǎn)目標(biāo)。
該中心表示,新型碳-碳材料應(yīng)該提供2-10倍更低的制造成本“和/或”制造周期,將于2026年底之前進(jìn)入低速初始生產(chǎn)階段。除了預(yù)期的成本和周期,新型碳-碳材料還至少需要達(dá)到碳-碳復(fù)合材料熱性能的90%。