碳纖維復(fù)合材料作為先進復(fù)合材料的代表,它的發(fā)展不僅推動航天技術(shù)的飛速發(fā)展,在導(dǎo)彈和火箭的應(yīng)用中也有著不可替代的作用。碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用水平與規(guī)模甚至已經(jīng)關(guān)系到導(dǎo)彈與火箭新型號的研發(fā)和整體性能的提升。
碳纖維復(fù)合材料主要在導(dǎo)彈彈頭、彈體、發(fā)動機殼體以及衛(wèi)星的主承力件上應(yīng)用,如美國三叉戟-2導(dǎo)彈、戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈、大力神-4火箭、法國的阿里安-2火箭改型、日本的M-5火箭等發(fā)動機殼體,其中使用量最大的是美國赫克里斯公司生產(chǎn)的抗拉強度為5.3GPa的IM-7碳纖維,性能最高的是東麗T-800纖維,抗拉強度5.65Gpa、楊氏模量300GPa。并且碳/碳和碳/酚醛復(fù)合材料還是彈頭端頭和發(fā)動機噴管喉襯及耐燒蝕部件的重要防熱材料。
俄羅斯多功能洲際彈道導(dǎo)彈SS-27型“白楊-M",射程在10000公里以上,采用空間小動量火箭技術(shù),攻擊力極強。而且俄羅斯海上導(dǎo)彈系統(tǒng)中的佼佼者是“圓錘”(布拉比)型潛艇發(fā)射導(dǎo)彈,該導(dǎo)彈發(fā)射機動性好,同時擁有?;完懟鶅煞N打擊版本,可以突破敵方導(dǎo)彈防御系統(tǒng),有效摧毀全球任何地方的敵方日標。其與“白楊-M”型導(dǎo)彈一起,共同構(gòu)成俄羅斯2040年前核防備力量核心,它們的發(fā)動機噴管及大面積防熱層均使用粘膠基碳纖維增強的酚醛復(fù)合材料。
我國各類戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈上也大量采用碳纖維復(fù)合材料作為發(fā)動機噴管、整流罩防熱材料。碳纖維與芳綸相比,剛度和強度可以提高80%和30%,殼體重量再一次下降30%,另外碳纖維殼體熱膨脹系數(shù)小,發(fā)動機工作期間尺寸穩(wěn)定,可以提高發(fā)動機工作可靠性,碳纖維還具備一定雷達吸波能力,可以提高導(dǎo)彈隱身性能,有助于增強導(dǎo)彈突防能力。