新一代飞船轻质多尺度抗烧蚀防热复合材料技术

　　新一代飞船是面向未来载人登月及深空探测等需求而研发的新一代多功能天地往返运输飞行器。新一代飞船要求具备第二宇宙速度的返回能力，同时承载更大的有效载荷，对返回舱热防护结构的轻量化、防隔热、维形和长时间服役能力等方面提出了更为苛刻的要求，是未来载人登月并返回所面临的关键科学问题和技术瓶颈之一。

　　哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所与北京卫星制造厂有限公司研究团队历经十余年联合创新攻关，提出了整体式连续纤维增强改性酚醛的多尺度有机-无机复合设计新方法，发明了近室温前驱体陶瓷原位聚合和微纳多孔结构自生成工艺，解决了高热流、高焓值和长时间再入条件下轻质防热材料的多组元结构协同抗氧化烧蚀技术难题，获得了极端环境下防热材料的宽温域烧蚀边界条件和使用极限，实现了直径近5m的超大尺寸三维异形连续编织物整体成型防热大底、侧壁和头罩的仿形制造，建立了新型轻质多尺度抗烧蚀防热复合材料的理论体系和生产工艺规范。

　　2020年5月8日，搭载“长征五B”运载火箭的新一代载人飞船试验船安全返航，试验取得圆满成功，新型轻质多尺度抗烧蚀防热复合材料结构表现出优异的气动外形稳定性、抗氧化烧蚀和隔热性能。与传统防热材料相比，热防护系统整体减重30%以上，承受住了实际再入返回过程中近3000℃的高温长时间烧蚀。新一代飞船防热材料为我国自主设计和研制的新型材料，总体技术达到国际先进水平，将为未来载人登月和深空探测等任务提供重要技术支撑。