金属结构增材制造技术发展及其在高超声速飞行器上的应用分析

介绍了金属结构增材制造技术的种类及所用的材料,总结了金属结构所涉及的5个环节。分别从增材制造整体发展布局、检测技术与标准化、高性能金属结构件制备等方面对自2013年以来的金属结构增材制造技术发展进行了梳理,从检测技术与标准化、大尺寸结构件、复杂高性能结构件和特种金属粉体等方面对增材制造技术在高超声速飞行器上的应用进行了分析。     

3D打印技术在高超声速技术领域的应用研究

分析了新兴的3D打印技术的优点,指出其在制备复杂构型件时具有整体性好、加工周期短等独特优势,提出将其应用于高超声速飞行器研究领域解决制造难题。根据国外3D打印技术的应用进展,依次介绍了该技术在高超声速飞行器的分系统、零部件、材料等多个层级产品上的应用,为未来高超声速领域研究提供参考。     

TiAl基合金成形技术的研究现状

TiAl基合金密度低且具有优异的高温性能,是未来航空航天领域重要的高温结构材料之一。但TiAl基合金塑性差,采用传统方法加工成形困难,且成本高、耗时长。论述铸锭冶金、精密铸造、粉末冶金几种TiAl基合金的传统成形工艺,介绍激光增材制造这一先进成形方法,总结激光增材制造TiAl基合金的研究现状以及存在的问题。目前,利用激光增材制造技术制备TiAl基合金挑战性较大,高品质、低成本合金粉末的制备、开裂现象的预防以及组织的调控等问题都需要进一步研究。     

高超声速导弹相关制造技术

高超声速技术是当前世界各国正在积极发展的关键性技术之一,而运用这项技术开发的新一代导弹武器系统将成为未来信息化战争中的重要组成部分.概述了国外高超声速导弹的特点和优势.通过对国外高超声速导弹设计制造中遇到的问题分析.指出在高超声速导弹设计制造过程中需要突破的技术工艺难点.     

国外固体推进剂增材制造技术发展综述

增材制造技术是国外重点发展的数字化制造技术,近些年逐步拓展应用到固体推进剂制备领域,并取得重大创新发展。为全面了解固体推进剂增材制造技术最新研发状况,在系统跟踪国外动态信息的基础上,分析了固体推进剂增材制造技术的优势与特色,阐述了国外固体推进剂增材制造技术发展策略、最新进展,并分析了未来发展趋势。     

吸气式高超声速飞行器能量管理与利用技术现状综述

当代吸气式高超声速研究成为热潮,促进了该领域的巨大进步,从而使得吸气式高超声速推进系统有着非常广泛的应用前景。吸气式高超声速飞行器工作环境的特殊性导致其能量管理、利用与常规航空器存在巨大差异,不能采用常见的能量管理方式。总结了吸气式高超声速飞行器能量管理理论的现状,说明介绍了吸气式高超声速飞行器机载能量管理技术的发展现状,在此基础上,总结了吸气式高超声速飞行器能量管理与利用技术未来可能的发展方向。     

未来高超声速反舰导弹作战使用关键问题研究

针对高超声速反舰导弹技术性能特点对其作战使用方法具有较大影响等问题,对包含高超声速反舰导弹在内的临近空间飞行器的发展现状进行了论述,并对高超声速反舰导弹与传统反舰导弹之间的作战使用特点进行了对比分析,重点梳理和明确了高超声速反舰导弹在作战使用过程中面临的目标信息获取、导弹火力分配、导弹射击方式选择等几个关键问题,并提出了分析和解决这些问题的思路和方法。     

增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能

为探索增材制造316L不锈钢球形破片的弹道性能,采用选择性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术制造316L不锈钢材料毛坯,通过机加工、抛光等操作得到了直径12 mm的增材制造316L不锈钢球形破片。开展打印态316L不锈钢材料的显微计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)和静动态力学试验研究,获得了打印态316L不锈钢在材料沉积方向的Johnson-Cook(JC)模型参数,进行了增材制造和传统冷轧工艺制造的316L不锈钢球形破片侵彻6 mm厚Q235钢靶的弹道试验。研究结果表明：增材制造球形破片的弹道极限速度比传统冷轧制造破片低2.5%左右,弹道性能有小幅提升,暗示了增材制造工艺用于制造战斗部预制破片的潜力;开展的数值仿真研究获得了与试验结果一致的剪切冲塞穿靶机理,仿真与试验穿靶速度数据比较吻合,弹道极限速度误差仅为1.4%左右,仿真结果也表明JC模型用于描述增材制造316L不锈钢材料穿靶行为的可行性。     

美俄高超声速武器发展研究综述

随着俄罗斯匕首、锆石等高超声速武器飞速发展,非对称作战逐渐成为未来新型作战样式以及影响各国全球战略威慑的重要因素。主要介绍了近期美俄高超声速武器研究和试验情况,分析了各型号高超声速助推滑翔导弹、高超声速吸气式导弹和高超声速飞机的作战性能、战略用途以及发展联系。在此基础上,论述了未来高超声速飞行器发展过程中超燃冲压发动机与组合循环动力系统、热防护结构设计与高温材料应用和制导与控制等关键技术面临的难题,介绍了相关技术的研究进展并作出展望。     

发动机制造者重新设计优化3D金属打印汽缸

正据2020年Reinshaw.com网页报道:Reinshaw的增材制造系统在激光基础上用AM400粉末床熔融打印机从数字CAD文件制备复杂部件。对美国Michigan州的发动机开发者来说,优化无人机性能的Reinshaw AM400激光粉末熔合技术可快速方便地制造具有复杂晶格结构的单个部件,比传统制造有优势。与Reinshaw的工程师重新设计发动机汽缸(用增材制造)后,Cobra Aero购买AM400机器以扩展室内增材制造能力。     

开发有利于增材制造的合金成分

正据2021年3月4日美国sbir.gov网站报道:为开发增材制造目前无法获得性能的合金成分,如具有择优晶体取向的材料,弥散成形的合金要么在增材制造中形成,要么在增材制造结束后通过热处理形成。这些合金成分降低材料缺陷,使抗疲劳性和强度更高。对目前铸造、锻造合金,增材工艺试图获得优异性能,这个目标有些难度,因为不同增材工艺、零件设计具有材料本身固有的不同凝固条件。增材合金具有复杂热循环,包括定向热构建、重复熔化、快速凝固。增材制造常产生更细小的微观组织,与传统工艺相比,增材制造的材料抗疲劳性能更好,但抗蠕变性能降低。     

国外高超声速巡航导弹的发展情况综述

由于高超声速武器具有速度快、高突防能力等优势,因而在未来战场中将成为主要的远程精确打击方式。分析并梳理了国外高超声速巡航导弹研究的试验情况,总结了各种高超声速巡航导弹的作战性能、关键技术发展情况、未来作战目的和使用方式。     

2012年美国高超声速项目进展及趋势分析

聚焦2012年美国高超声速重大事件,通过对X-51A、X-37B、HTV-2以及HIFiRE等项目进展状况的研究以及对美国决策、预算的分析,揭示美国高超声速技术发展的新动向。分析认为高超声速武器和常规快速全球打击的需求仍是美国高超声速技术发展的一大动因,未来美国有可能率先装备助推-滑翔高超声速飞行器,随后再发展吸气式动力高超声速飞行器。以此为牵引,推进技术、材料技术以及导航、制导与控制技术等同步发展,快速实现从研究到应用的跨越。     

现有高超声速设备的试验能力局限综述

高超声速试验能力对高超声速技术的发展至关重要。本文结合高超声速飞行器和高超声速技术研究的模拟需求,介绍了高超声速试验设备的发展现状,讨论了低焓、高焓和极高焓三类典型高超声速风洞的特点和性能,重点分析了其试验能力和局限性。低焓高超声速风洞设备运行时间长,能够对其自由流特性进行具体细致的测量和深入的研究,但这些研究仅限于在低焓下进行。高焓高超声速风洞设备如反射激波风洞和膨胀管风洞等,焓值高,但又受限制于试验时间短、试验模型尺寸小、测量技术有限以及喷管喉道材料易熔化问题。通过分析最后得出启示以期为研究人员提供参考。     

含能材料增材制造技术——新兴的精密高效安全制备技术

<正>含能材料增材制造技术(俗称"3D打印技术")是以数字模型为基础并通过软件与数控系统将专用含能材料浆料逐层累加成实体物品的数字化制造技术,是含能材料制备领域的前瞻性工艺技术。它能快速精密制备常规和特定结构的火炸药装药、引信、火工品、活性材料战斗部壳体等含能部件,具有设计灵     

电弧增材制造TA15钛合金的组织与性能研究

采用CMT电弧增材制造技术制备TA15钛合金堆积体,并对其显微组织和拉伸性能进行研究。结果表明：CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体成形良好,沿高度方向的宏观组织为外延生长的粗大β柱状晶,显微组织主要由网篮组织、片层组织组成。CMT电弧增材制造TA15钛合金堆积体在水平打印方向与增材高度方向的抗拉强度和屈服强度相差小,但增材高度方向的断后伸长率则优于水平打印方向。     

《高超声速技术国际动态》征文启事

为加强我国高超声速技术领域内的信息交流,促进高超声速技术的创新与发展,《高超声速技术国际动态》于2011年5月正式创刊,该刊由北京海鹰科技情报研究所(中国航天科工集团三院三一〇所)与中国国防科技信息中心共同承办,旨在及时反映国外相关领域的最新发展动态和研究成果,其内容涉及项目管理、研制计划的进度、试验、关键技术的研究与发展、国际会议与展览等。主要栏目包括:项目综述、总体技术、推进技术、试验与评估、控制与制导、热防护与材料、管理与规划、基础研究等。作为我国第一种高超声速技术领域的科技期刊,《高超声速技术国际动态》将瞄准国际前《高超声速技术国际动态》编辑部     

2020年国外高超声速技术发展回顾

对2020年国外高超声速飞行器技术领域的重要发展动向进行了全面梳理,分析和总结了美国、俄罗斯、印度、日本、挪威等世界主要国家在高超声速领域的发展情况和态势。美国稳步推进在研高超声速导弹项目,为后续继续开展试验做好技术储备;俄罗斯在高超声速武器部署方面取得先机,密集开展飞行试验,并披露装备部署计划;印日挪等国也通过开展飞行试验或公布研制计划等方式加快高超声速技术的发展。最后预测了未来发展动向。     

高超声速快速精确打击技术发展分析

对高超声速快速精确打击技术的发展进行了分析。重点从射程、突防能力、快速响应等方面对沿两种不同技术路径(助推-滑翔和吸气式高超声速技术)发展的武器装备能力进行了对比分析,梳理了技术路径的特点和关键技术体系,并对高超声速快速精确打击技术的发展提出了建议。     

宾州州立大学增材制造研究促进高性能钢3D打印

正据美国2021年2月15日Erin Cassindy Hendrick于news/psu.edu/story(宾州州立大学网页)报道:宾州州立大学工程学院的研究人员收到434 000美元科研资助用以开发增材制造(3D打印),用于高强钢和合金材料。高强钢适合军用,如个人装备、装甲车辆、爆轰和弹道保护专门设施、舰船壳体材料。但这些钢具有高开裂敏感性和低焊接性能,用传统制备方法很难制造,宾州州立大学计划通过增材制造扩大这些材料的利用,使之既节约成本又增加效用。这些材料是用于增材制造的全新材料,有助于进一步研究新的使用途径。