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军工复合材料行业技术

2023/5/22 12:30:40      点击:

1、行业技术水平

我国军工复合材料行业相对于美国和日本起步较晚,早期军用产品技术因国外的封锁发展缓慢。本世纪,在国家重大计划及政策的扶持与牵引下,我国军工复合材料核心技术和军工配套产品研制工艺实现了快速突破,但总体水平仍与国外存在一定差距,军用产品中非金属复合材料的使用率仍然较低。

目前,非金属复合材料在航空航天和风电领域的应用最为广泛,随着我国军品配套科研生产技术水平的不断提高,在武器装备整体向机动性、安全性、使用可靠性和环境适应性发展的大趋势下,军品生产企业也将充分利用其技术和资金优势开展复合材料结构件的研制与生产,从满足参数、性能等一系列基础要求逐步向降低生产成本、提高生产效率转变。

1)机动性

机动性是军用车辆最重要的性能指标之一,轻量化作为提升军车机动性能的有效手段,在军车早期设计阶段即成为重要的考虑因素。先进武器对材料轻量化的要求越来越高,因此配套装备轻量化越来越成为业内发展的一大趋势。复合材料能够充分发挥各组分材料性能的优点,通常具有轻质高强的优点,因而成为军车机动性提升的良好解决方案。

(2)信息化、机械化、智能化融合发展

在新一轮科技革命推动下,人工智能、量子信息、大数据、云计算等前沿科技加速运用军事领域,随着机械化、信息化、智能化融合发展水平的不断提升,电子信息装备大量使用,使得军用车辆内部空间需要进行科学合理的布局,并提高了对车内防火、温度、噪声、震动的控制要求。利用非金属复合材料的重量轻、强度高、阻燃、减震、抗冲击、耐磨、耐腐蚀、易于一体化成型等优点,通过对军车内部与电子信息装备及与驾乘人员直接交互的环境中涉及的内饰、机柜、地板、驾驶舱、仪表台、综控台等相关配套部件的合理布局和集成,改善电子信息装备的使用环境,提高电子设备运行的稳定性,提高线路耐老化性能,使车内人员能够更加安全、健康、舒适地进行作业,更有利于发挥车辆整体的最大效能。

(3)安全性

军车内饰产品不仅需要注重各部件的使用条件及功能实现,还要考虑内饰材料自身的安全性问题。一方面,军车内饰应选用安全环保、对人体无刺激无毒害的内饰材料,在正常驾乘条件下不会对驾乘人员造成损害;另一方面,在发生特殊情况时,军车内饰应能尽量保障驾乘人员的安全,减少驾乘人员受到的伤害,这就对军车装备产品在安全性能及阻燃、隔热等理化性能方面提出了更高的要求,以更好地保证驾乘人员。

(4)防二次破片打击

二次破片是弹药打击装甲装备后在装备防护层后面形成高速向前飞散的无控制弹体破片和装甲破片,这些数量众多的二次破片在装备防护层背后形成二次破片云,对装备内部的人员和设备进行二次毁伤。增强纤维复合材料具有密度低、强度高、良好的动能吸收性、且无“二次毁伤效应”,因此其具有良好的防弹、防二次破片性能,同时在抗弹性能相当的情况下,增强纤维复合材料的质量较金属防护材料大大减轻,从而使武器系统具有更高的机动性。

(5)使用可靠性

军用车辆的可靠性直接关系到车内人员的生命安全,因此各类技术、设计和材料的使用都应以安全可靠为前提。军用车辆的运行环境极其复杂,军车通常需要在各种非铺装路面甚至无路的情况下行驶,军车车体及其内饰需要承受大幅度的颠簸、震荡,容易造成不易察觉的损伤,潜在危害较大,因此对于内饰材料、内饰产品,以及起到支撑作用的地板等部件的可靠性、耐用性提出了更高的要求。

(6)环境适应性

环境适应性是指军用车辆在其生命周期内预计可能遇到的各种环境下实现所有预定功能、性能并保持不被破坏的能力。我国幅员辽阔,不同地区地形、气候差异极大,加之野外实际情况的复杂性,导致同一型号军用车辆实际执行任务时所处的作战环境千差万别,这就要求军用车辆必须能对复杂的力学环境、电磁环境、信息环境和自然环境(温度、湿度、砂尘、风、雨、雪、盐雾、霉菌等)具备良好的适应性。材料是决定军车环境适应性的基础因素,先进材料的有效应用能从根本上提升军用车辆的环境适应性。

3、行业面临的机遇

(1)产业政策扶持力度不断加大

近年来,我国国防科工领域的军民融合取得了实质性进展和阶段性成果,“民参军”迈上新台阶。“民参军”的质量和技术水平也不断提升,提供的产品层级已经由一般配套产品向集成产品、分系统产品提升。

此外,军民资源共享不断深入,3,000 多项国防科技工业的重大试验设备和设施分三批向社会发布,一大批军民技术和产品实现双向互动,重大工程实现新的突破,如嫦娥三号、北斗三号、天宫二号和神舟十一号载人航天飞行任务、大飞机 C919 等。为了破除准入流程不便的障碍,我国发布《关于推动国防科技工业军民融合深度发展的意见》,提出了引入社会资本参与军工企业股份制改造。一方面实施军品科研生产能力结构调整,面向全社会重新规划和布局武器装备科研生产能力,进一步打破军民界限,不分所有制,对全社会的军品科研生产能力分类管理,真正实现同等能力同等对待的目标;另一方面主动适应竞争性采购的要求,推进军民信息对接,积极构建有序的竞争环境,采用国际上比较先进的通行发展模式,推动系统集成商、专业承包商、市场供应商的体系建设,同时政府和军方有关部门还将进一步健全信息收集、发布和对接制度,重点是要将军品采购和配套需求信息向民营企业发布。

(2)国内市场空间巨大

2016 年以来,我国推行军队体制改革,我国发布了《关于深化国防和军队改革的意见》,明确提出要坚持走中国特色精兵之路,加快推进军队由数量规模型向质量效能型转变,减少非战斗机构和人员,压减军官岗位,优化武器装备规模结构,减少装备型号种类,淘汰老旧装备,发展新型装备。

2019 年发布的《新时代的中国国防》白皮书指出,我国将进一步完善优化武器装备体系结构,全面提升标准化、系列化、通用化水平;加大淘汰老旧装备力度,逐步形成以高新技术装备为骨干的武器装备体系。白皮书还指出,我国军队现代化水平与国家安全需求相比差距还很大,与世界先进军事水平相比差距还很大。新时代强军目标明确,中国军工产业未来的稳健较快发展具有高度确定性。

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