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制造固體火箭“小能手”碳碳復(fù)合材料
對(duì)比C/C復(fù)合材料的性能特點(diǎn)，可以看出C/C復(fù)合材料是制造固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的理想抗燒蝕耐熱材料。由于喉道直徑的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響很大，通常需要使用抗燒蝕性能最好的材料。對(duì)固體戰(zhàn)略導(dǎo)彈的彈道進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，一、二、三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)重量每減輕1 kg，導(dǎo)彈射程分別增加0.6、3、16公里左右。為了減輕重量，噴管材料必須滿足低密度、高比強(qiáng)度和耐燒蝕的要求。綜上所述，噴管所用材料應(yīng)滿足耐燒蝕、抗熱震性好、比強(qiáng)度高、密度小的要求。
固體火箭推進(jìn)技術(shù)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、可靠性高、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各種戰(zhàn)術(shù)火箭和導(dǎo)彈武器中。在目前服役的各種戰(zhàn)術(shù)火箭和導(dǎo)彈中，其動(dòng)力裝置多為固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。但與其他動(dòng)力裝置相比，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)也很明顯，比如比沖低、工作時(shí)間短、可控性差。為了滿足遠(yuǎn)程推進(jìn)技術(shù)的要求，提高固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，克服其缺點(diǎn)，努力尋求提高發(fā)動(dòng)機(jī)比沖、質(zhì)量比和工作時(shí)間的技術(shù)仍是主要發(fā)展方向之一。
固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要由殼體、固體推進(jìn)劑、噴管組件和點(diǎn)火裝置組成。碳復(fù)合材料主要用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管，其他部分的結(jié)構(gòu)暫且不介紹。
碳/碳復(fù)合材料的應(yīng)用環(huán)境
火箭的噴管是用來以超音速排出氣體，產(chǎn)生推力的，是燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能所必需的關(guān)鍵部件。噴嘴的材料必須能承受以下試驗(yàn):2 000℃-3 500℃的高溫；熱表面超高速加熱引起的熱沖擊；高熱梯度引起的熱應(yīng)力；高壓；長(zhǎng)期暴露在高速腐蝕性氣體中等。
