2025年8月,上海交通大学材料科学与工程学院联合航天科技集团,成功研发出适用于新一代运载火箭的“柔性陶瓷基复合防护铠甲”,该材料在极端环境测试中表现出色,标志着我国航天器热防护技术实现重大突破。
技术突破:从“硬扛”到“柔性缓冲”的革命
传统火箭防护材料多采用碳/碳复合材料,虽耐高温但脆性大,遭遇太空碎片撞击易开裂。上海团队创新提出“柔性陶瓷基”概念,通过将碳化硅纤维与气凝胶复合,形成兼具刚性与韧性的新型材料。实验数据显示,该材料在1800℃高温下仍能保持结构稳定,抗冲击性能提升40%,且密度仅为传统材料的1/3,大幅减轻火箭自重。
应用场景:覆盖火箭全生命周期
发射阶段:在火箭穿越大气层时,防护铠甲可抵御超过2000℃的气动加热,保护内部仪器正常工作。
在轨运行:面对太空微陨石和辐射,材料中的碳化硅纤维层能有效分散冲击能量,延长火箭服役寿命。
返回回收:柔性设计使材料可适应火箭垂直着陆时的形变,为可重复使用火箭提供关键保障。
产学研协同:高校与航天企业的深度融合
项目负责人、上海交大教授李明介绍,研发过程中采用了“双循环”模式:高校团队负责基础材料研究,航天科技集团提供真实环境数据,双方在酒泉卫星发射中心共建联合实验室。这种模式使材料从实验室到发射场的周期缩短至18个月,较传统流程提速60%。
未来展望:从火箭到深空探测器的技术延伸
目前,该材料已申请12项国 家发明专利,并启动月球探测器防护罩的适配研究。团队正探索将柔性陶瓷基与3D打印技术结合,为火星探测器定制更轻量化的防护结构。正如航天科技集团总工程师所言:“上海高校团队的突破,不仅解决了火箭的‘生存问题’,更为我国深空探测铺就了一条更安全的‘太空之路’。”
当新一代运载火箭披上这层“柔性铠甲”,中 国航天正以更坚韧的姿态,迈向星辰大海的更深处。
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