進入2020年以來，國外在航空航天領域用復合材料又有了系列新進展，航空領域如美國陸軍未來攻擊偵察機，航天領域包括英國商業火箭計劃、美國空間可展開結構項目及今年7月即將進行的火星登錄計劃。為此小編將帶來近期尤其是2020年以來，國外在航空航天領域用復合材料最新進展。

01
復合材料使陸軍未來攻擊偵察機（FARA）的性能提升

美國陸軍未來攻擊偵察機（Future Attack Reconnaissance Aircraft，簡寫FARA）已進入西科斯基公司的RAIDER X的原型機階段，該機基于S-97型RAIDER并采用了復合材料機身。

FARA將飛入要求苛刻且競爭激烈的環境中，因此它必須具備出色的垂直升力，這是美國陸軍六大現代化優先任務之一，而且必須具有堅韌和快速的性能。西科斯基公司的RAIDER X是一種快速、靈活、可生存的復合同軸直升機，它提供了陸軍所需的關鍵部件，包括機動性、高巡航速度、緊湊的占地面積和高熱懸停（在高海拔和高溫下的懸停能力）。

作為陸軍未來垂直升力追蹤的一部分，RAIDER X被選中進入FARA競爭性原型項目的第二階段，因此西科斯基將繼續研究RAIDER X原型，為飛行測試項目做準備。基于西科斯基s-97型掠襲機的“掠襲者X”將受益于s-97的X2技術，該技術結合了剛性、對轉葉片、電傳飛行控制和綜合輔助推進系統。洛克希德馬丁公司將提供從數字設計到任務系統的服務。

為了滿足S-97的嚴格要求，西科斯基與包括旋轉復合材料技術公司、Hexcel公司和鷹航空技術公司合作。直升機機身由復合材料制成，在極端條件下提供所需的重量、強度和韌性。“X2的力量正在改變游戲規則。它結合了低速直升機性能的最佳元素和飛機的巡航性能，”西科斯基實驗試飛員比爾·法爾說，他是一名退役的陸軍飛行員。“我們今天乘坐的S-97突襲機的每一次飛行都降低了風險，優化了我們的FARA原型RAIDER X。”西科斯基還將繼續致力于X2技術計劃，作為RAIDERX項目的一部分。

02
碳纖維增強鋁基復合材料推動商業軌道火箭飛速發展

總部位于英國的私人低成本軌道發射服務公司Orbex正在制造商用軌道火箭Prime，它由輕質碳纖維和鋁復合材料的優化混合加工而成，與同尺寸型號火箭相比，重量下降了30％。

Orbex公司為未來幾年制定了系列宏偉計劃，包括從尚未建成的太空港（spaceport）發射小型衛星，并在2022年為新客戶TriSept發起專門的特別發射任務。實現這些崇高目標的關鍵是Orbex的Prime，這是一種軌道火箭，由碳纖維和鋁復合材料的優化混合物制成。

Orbex在其蘇格蘭總部安裝了高速碳纖維纏繞機。公司官員解釋說：“這臺18米長的機器可以自動完成復雜混合物的快速編織，從而制造出主要的火箭結構。”還安裝了一個全尺寸的高壓滅菌釜，從而能夠處理大型火箭零件，例如一級燃料箱等，這些零件已準備好應對太空中的極端環境，包括承受高達500倍大氣壓的巨大壓力。

由于采用了碳纖維增強鋁基復合材料，每枚Orbex Prime火箭的重量僅為1.5噸，比相同尺寸的火箭輕30％，并且能在60秒內從0加速到1,330 km / h。Orbex Prime火箭發動機采用3D打印技術一體制造，從而消除了因連接而產生缺陷的風險。Prime由生物丙烷提供燃料，與煤油基火箭燃料相比，該生物燃料燃燒干凈，可減少90％的碳排放。Orbex火箭的設計可重復使用，不會留下軌道碎片。

Orbex首席執行官Chris Larmour表示：“我們正在以前所未有的方式制造火箭……NewSpace（參與太空飛行的私營企業）的重點是提供更快、更好和更便宜的太空通道。在機器人裝配線上花費數億美元或雇用數以千計的員工來生產重型金屬火箭是一種過時的方法。建立現代太空業務意味著更新制造精神，使其更快、更敏捷、更靈活。這就是我們在Orbex所做的。”

03

美國宇航局資助加速復合材料可展開結構設計項目

隸屬于美國普渡大學的商業軟件供應商AnalySwift有限責任公司獲得了美國宇航局(NASA)的一筆撥款，將用于進一步開發其SwiftComp軟件，該軟件為高應變復合材料制成的可展開結構提供高效、高保真的建模技術。

AnalySwift LLC從NASA獲得了125000美元的小企業技術轉讓（STTR）贈款，以幫助其進一步開發SwiftComp軟件。這項技術是由普渡大學工程學院航空航天學教授余文斌開發的。該公司從普渡大學研究基金會技術商業化辦公室獲得技術許可。

AnalySwift總裁兼首席執行官艾倫·伍德（Allan Wood）解釋道：“Swift Comp將材料和結構的基本組成部分的細節作為輸入，然后輸出宏觀分析所需的結構特性。它可用于組合梁、板和殼，以及三維結構，用于微觀力學和結構建模。”

”除了可展開的復合材料吊桿，NASA還可以找到該軟件的其他用途，包括在太空環境中的活體容器和可折疊面板、衛星巴士、漫游車、天線等。也可以用于飛機的柔性機翼和垂直升降飛機的結構。該軟件還獲得了衛星和移動電話部件（包括印刷電路板）的使用許可。

洛克希德·馬丁公司（Lockheed Martin）使用平鋪的酚醛浸漬碳消融劑（PICA）熱保護系統開發了一種隔熱板，以保護火星探測器2020Rover流浪者在進入火星表面、降落和著陸過程中免受強烈的熱量。

NASA今年將開展前往火星的任務，這將是該行星有史以來最具挑戰性的進入、下降和著陸（EDL）序列之一，因為火星車將降落在一個充滿巨石和沙丘的地區。整個旅程將花費近七個月的時間，而火星車預計將在火星表面停留兩年。

洛克希德·馬丁公司的機殼是直徑最大約15英尺的有史以來最大的用于行星飛行的飛機，其設計目的是保護流動站免受EDL期間高達3800華氏度的溫度影響。機殼（隔熱罩和后殼的組合）由夾在M55J高模量碳纖維-環氧樹脂面板之間的鋁蜂窩結構組成，并通過九個彈簧分離機構固定在一起（更多有關火星探測器的材料和結構設計信息，請閱讀《PAN基高模量碳纖維在火星探測器上的應用》