【行业资讯】由NASA火星直升机探索复合材料在外太空领域的应用

中国复合材料学会

文章来源：华东理工大学杨斌供稿

（部分图片、文字资料来源于网络）

2019年8月29日，美国国家航空航天局（NASA）宣告，已将火星直升机与Mars 2020火星车衔接完毕。假如计划顺利进行，这架火星直升机将成为首架在地球以外行星上飞翔的飞行器。Mars 2020火星车计划明年发射升空，将于2021年2月抵达火星。火星直升机将承担两大使命：一是用来调查火星上的环境会对飞行器产生何种影响，并证明直升机、无人机等飞行器能够在火星上飞翔；二是，这架装有摄像头的直升机将探索空中勘探火星的可行性。

该小型共轴旋翼式火星无人机质量约为１kg，翼展大小为1.1m，位于机身下部的任务区集成了控制器、通讯仪器、测控仪器、电源等系统设备，极大地降低了无人机的质量。

但是，火星大气层不同于地球大气层，火星大气层的密度只有地球大气层的1%，意味着火星直升机必须轻盈又结实。为此，火星上无人直升机的旋翼只能选择更快的转速，来产生足够的升力。NASA火星无人直升机采用双叶片共轴双旋翼，其转速高达每分钟3000转，是地球上直升机旋翼转速的10倍。为了提高在火星条件下旋翼的升阻比和效率，NASA采用了极薄的较大弧度的翼型。为了保证旋翼有足够的强度和刚度，旋翼的材料采用高强度复合材料设计。相对于金属材料，复合材料具有比强度高、比模量高的优点，是未来空中探测外行星的飞行器的最佳结构材料。

以目前飞行器领域最常用的结构复合材料——碳纤维复合材料为例，其具有低密度、高强度、耐腐蚀、成型简单、抗缺陷敏感性、抗振性优异、便于维修等优点，常用于机身结构、机翼、尾翼、舵面、螺旋桨等部位。随着研究的日趋深入，用于外行星勘探的直升机、固定翼飞行器、临近空间飞行器将应运而生，研发新型高强度高模量结构复合材料、新型储能复合材料、新型隔热复合材料等技术和产品将助推外行星飞行器发展。

更多复合材料在航空航天领域的应用，可前往今年11月28日-30日，第四届中国国际复合材料科技大会（4TH CHINA INTERNATIONAL CONGRESS ON COMPOSITE MATERIALS, CCCM-4），将设有52个学术+产业专题交流分会场，敬请关注！

第四届中国国际复合材料科技大会（4TH CHINA INTERNATIONAL CONGRESS ON COMPOSITE MATERIALS, CCCM-4）将于2019年11月28日-30日在珠海国际会议中心召开。大会以“复合新材，料定未来”为主题，设立50多个主题学术分论坛及多个特色分会场，预计参会专业人士3000名。同期举办的第三届国际复合材料产业创新成果技术展览会的展示面积计划为20000平方米。大会在全球范围内邀请复合材料领域专家学者与企业代表出席，重点研讨复合材料学科与产业发展的动态、前沿与趋势，展示复合材料最新技术与应用。大会为各界搭建协同创新平台，设立特色分会场，组织学术界与产业界深入交流对接，共论产业发展趋势与导向，探寻材料复合化对经济社会发展的深刻影响，促进复合材料产业链、创新链、服务链、资金链的有效对接，完善复合材料产业创新创业生态。

“珠玉在侧，海纳百川”。CCCM-4设在粤港澳大湾区的核心地带，适逢祖国华诞70周年，必将汇聚复合材料各界英才，形成殚精竭智、实干报国的共识，在我国复合材料科学发展史上留下精彩的印记。

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