復合材料在導彈和運載火箭上的應用為了賦予有效載荷所需的動能,導彈和運載火箭必須攜帶大量燃料,通常其有效載荷占總結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比例不到5%,因此,火箭和導彈有非常強烈的結(jié)構(gòu)輕量化需求。如戰(zhàn)略導彈固體火箭發(fā)動機第三級結(jié)構(gòu)質(zhì)量每減少1kg可增加射程16km,彈頭質(zhì)量每減少1kg可增加射程20km,運載火箭結(jié)構(gòu)質(zhì)量每減少1kg可以節(jié)省發(fā)射成本1萬美元以上。

　　復合材料在導彈和運載火箭上的應用經(jīng)歷了從玻璃鋼到先進復合材料的發(fā)展過程。20世紀60年代初,用玻璃鋼制作的“北極星”A-3導彈的發(fā)動機殼體,比“北極星”A-1所用的合金鋼殼體減重60%,此后采用芳綸纖維和碳纖維復合材料制作發(fā)動機殼體,獲得了更加顯著的減重效果。美國空軍實驗室設(shè)計制造了以碳纖維增強復合材料為加強筋的AGS整流罩,比同樣結(jié)構(gòu)的鋁合金整流罩減重60%。美國“三叉戟-1”潛地導彈儀器艙采用碳纖維、石墨纖維復合材料部件,比鋁合金部件輕25%~30%,減重效果非常顯著,而“三叉戟-2”儀器艙采用整體復合材料“交叉梁”結(jié)構(gòu),進一步減輕了結(jié)構(gòu)質(zhì)量。固體火箭發(fā)動機(SRM)中的喉襯、擴張段、延伸出口錐結(jié)構(gòu)需要承受發(fā)射時的高溫燒蝕,20世紀70年代,首次采用多維編織增強體的高密度瀝青基碳/碳復合材料制作了SRM喉襯,有力推動了SRM噴管材料的發(fā)展,而采用碳/碳復合材料大大降低了燒蝕率,使噴管效率提高了1%~3%,并大大提高了SRM的比沖。

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