美国空军将研究高超声速武器热防护系统材料和工艺

  据美国空军2016年1月25日报道,美国空军研究实验室日前发布信息征询书,为高超声速武器热防护系统的材料和工艺征询来自工业界和学术界的信息。
  高超声速武器将提供革命性的作战能力。美国空军正规划一个研究项目,聚焦材料和工艺(M&P)的技术成熟以及高超飞机极端环境中相关的材料行为和寿命预测。项目将为降低2020年对一种可消耗高超飞行器(EHV)概念进行采办决策的风险,而寻求技术选项。两种概念正被考虑。种是高超声速巡航导弹,具有弹载吸气推进系统以维持高超速度。第二种是助推滑翔(BG)武器,具有更高初始速度以维持高超滑翔飞行。两种武器概念都将从一架飞机上发射,且完成四类的任务目标。为支持近期对转为武器系统的关注,应该强调特定的M&P技术以及行为和寿命预测技术选项,它们通过解决关键的难题或显着降低未来武器系统采办相关风险,具有高的收益。
  为降低2020年启动的一种高超武器系统采办项目的相关设计决策风险,需要进行材料和工艺(M&P)以及极端环境下的材料行为和寿命预测的技术成熟工作,以提供经济可承受的、可重复的且耐久的技术。预期的系统性能将是飞行马赫超过5。基础的材料概念包括但不限于钛合金、超合金、氧化物-氧化物陶瓷基复合材料(CMC)、碳/碳化硅(C/SiC)CMC和碳/碳(C/C)复合材料。其它M&P技术包括连接、黏结、集成、绝热、密封、无损评估、探伤以及修理概念。所有材料应有能力实现规模化并在生产环境下大批量生产。所有模型应是可集成到OEM的工业设计系统中的。热防护材料的评估将包括在真实载荷和试验环境下,材料和相关子组件的力学与热学性能表征,以及综合计算材料工程(ICME)以预测和验证试验结果。
  提出的解决方案应与一个飞行器组件以及任务包线相结合,以定义环境和材料性能要求。预计金属和非金属解决方案的组合对满足项目目标是必要的。地面保障、维护、修理概念,以及在先进威胁环境中的操作能力都是M&P决策中的要素。好进行预先行为和寿命预测方法的验证。应用一个带有工艺数据/模型的ICME框架,对于在设计过程中加强材料优化和性能预测是必需的。这个EHV工作将为系统设计者提供必要的工具和知识基础,以做出精明的决策,支持一种高超武器系统的采办。
  M&P开发工作预计有许多成果,能提升当前的技术水平。包括:
  ——经济可承受的、耐久的和可重复的材料,有明确的谱系,能够到2020年至少达到技术成熟度等级(TRL)5级。
  ——M&P解决方案包括对工艺和行为波动情况的掌握。
  ——材料解决方案与一个飞行器组件相结合,该组件定义环境和材料性能要求。
  信息征询截止时间为2016年2月16日。
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