用VARTM工艺试制大型复杂外形复合材料结构件
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最近，洛马公司设在加州森 尼维尔先进技术中心的空间系统 部与舰队弹道导弹（ＦＢＭ）计划 的结构设计工程师们一道，用低 成本ＶＡＲＴＭ工艺成功地制造 了三叉戟１Ｉ Ｄ５舰队弹道导弹的 大型、复杂的整体结构件。
洛克希德公司１９９６年就开 始开发ＶＡＲＴＭ工艺，该计划 只是洛克希德公司自１９９４年起 开始进行的若干独立研发的技术 评估项目之一，所有研制项目的 目的是验证先进材料、设计方 案、制造方法和技术，研究结果 将大大降低新一代潜射弹道导弹 部件的成本。
经费和目标 由于ＶＡＲＴＭ是一项独立
的研发计划，所以其经费都源自 洛马公司。由于目标是生产能被 公司用户采用的改进产品，因此 该计划不是政府项目，也就是 说，虽然用ＶＡＲＴＭ工艺生产
了三叉戟１Ｉ Ｄ５导弹的一个舱 段，但与三叉戟Ⅱ导弹计划没有 直接关联。
ＶＡＲＴＭ研究项目针对通 用目标，研究人员期望能继续生 产更加复杂的部件以观察可能存 在的缺点。
？。王艺材料＿
用 藕潦Ｖ鬻Ａ鬻Ｒ繁Ｔ簇Ｍ瀚鬻工藤餐艺藕涿鬻荔鬻祭蒸潦鬻鬻鬻鬻徽
试制恭型奠寨绑黪霪畲澍耥缩掏徘
ห้องสมุดไป่ตู้
采用低成本真空辅助树脂传 递模塑（ＶＡＲＴＭ）工艺，无需热 压罐就可生产形状复杂的高强 度、高性能碳纤维宇航结构件。 尽管造船商采用ＶＡＲＴＭ工艺 已生产出长达１８．２３ｍ的船身， 但到目前为止还没有采用该工艺 生产宇航结构件。
此，当务之急是将导弹单价由 ３９０万美元降至２００万美元，这 样有助于增加导弹的销量。
洛马公司已获低速率初始生 产２０枚ＰＡＣ一３导弹的合同，９ 月末已交付１６枚，随后将交付 剩余的导弹。预料新财年将再获 一个低速率初始生产的合同。
爱国者导弹发射架可携带 １６枚ＰＡＣ－３导弹，而老型号只
能装４枚。全系统改进包括 ＰＡＣ－３导弹、导弹储运箱、火控 计算机和增强的发射架电子系 统，目前仍在进行试验。
高倩， 杨鸿昌
飞航导弹 WINGED MISSILES JOURNAL 2001，(12) 1次
引证文献(1条)
1.刁岩.陈一民.洪晓斌.李华 真空辅助RTM成型技术应用及适用树脂体系[期刊论文]-高分子通报 2006(12)
本文链接：/Periodical_fhdd200112016.aspx 授权使用：中北大学(zbdxtsg)，授权号：d92360db-c9c8-4831-abf7-9e9300a79575
该计划还验证了多种注入技 术以确保树脂在形状复杂的结构 中能均匀流动、浸入和分布。对 试件的材料测试表明，其机械性 能类似用常规热压罐方式生产的 结构件。洛克希德公司称，这
１／４设备舱段是有史以来采用 ＶＡＲＴＭ工艺生产的最大最复 杂的复合材料部件。洛克希德公 司先进技术中心负责ＶＡＲＴＭ 的两名研究人员指出，他们利用 ＶＡＲＴＭ工艺制造的部件经测 量尺寸为１．２２ｍ×０．６１ｍ，质量 约９．０８ｋｇ。
下载时间：2011年2月23日
材料的好处 洛克希德公司用于ＶＡＲ－
ＴＭ计划的所有材料——碳纤维 和树脂——在市场上都可以买
到，采用市售产品对公司客户来 说是一个重要因素。
采用ＶＡＲＴＭ工艺，用市 售材料制造的产品，从强度、刚
度和耐高温等方面都比得上用热 压罐生产的产品，因为已用样品 试件验证了它们的强度和刚度。
一个热压罐就如同一个压力 很大的高压锅，但热压罐的尺寸 是一定的，因而限制了所要生产 产品的大小。ＶＡＲＴＭ计划的 目标是验证高性能、高强度碳部 件能够不用热压罐生产出来。虽 然ＶＡＲＴＭ工艺要求采用与热 压罐相同的温度进行固化，但不 要求热压罐所需的３．４４ＭＰａ～ １３。７８ＭＰａ压力。
高 倩杨鸿昌
ＰＡＣ一３爱国者导弹如期于 ２００１年９月２８日下线。该型导 弹是世界上唯一一种“命中一摧 毁”战区弹道导弹的系统，可有 效防御各种战区弹道导弹威胁。
洛马公司的导弹与火控公司 是ＰＡＣ一３导弹的主承包商，雷 锡恩公司负责系统总装。美国陆 军欲购２ ２００枚ＰＡＣ－３导弹，但 其财力却只能支付１ １３０枚。为
造的大型构件是Ｄ５导弹设备舱 的１／４舱段。研究人员将多种主 要的石墨和环氧树脂复合材料零 件、锻造金属配件、大量夹具、 金属加固件和数以千计的紧固件 用整体结构设计方案和ＶＡＲ— ＴＭ工艺集成在一起。该设备舱 段占Ｄ５导弹总结构价格的５０％ 以上。
与传统的宇航复合材料制造 方法相比，采用ＶＡＲＴＭ工艺 可使许多零件集成在一起。集成 后的部件可以不用热压罐固化。 采用ＶＡＲＴＭ工艺制造的舱段， 其零件数量从６１个减少到１个， 紧固件减少了３７６个，制造成本 降低了７５％，但并不影响结构的 品质并具有很高的结构效能，原 因是与现在的生产工艺相比节约 了大量劳动力、材料、工具和设 备成本。
该计划负责人说，这次 ＶＡＲＴＭ工艺的试验成功，为今 后生产大型、复杂外形、高性能 整体复合材料结构件迈出了重要 一步。复杂材料结构件生产工艺 的进步可使我们今后在大大降低 成本的前提下为客户提供能承受 飞航导弹２００１年第１２期
万方数据
得起的、效费比高的结构部件。
减少零件数量降低生产成本 为验证ＶＡＲＴＭ工艺而制
由于部件结构复杂且需满足 高温性能要求使得该项任务有了 难度，因而必须改进ＶＡＲＴＭ 工艺使其能满足宇航标准。为此 采用了比玻璃纤维更细的高强度 碳纤维，采用碳纤维后液体树脂
· ５９ ·
的注入更加困难，因为碳纤维排 列更加紧密，可供液体树脂注入 的空间更少。
洛克希德先进技术中心制作 的部件经过多次反复试验才获成 功，每一步都增加了部件的复杂 性。开始时只采用简单的立方体 和基本形状，这两种形状试验成 功后再进一步制作更复杂的形 状。已对ＶＡＲＴＭ工艺进行了 若干次重要改进，这些改进属于 专利。
洛马公司有许多航天器和导 弹可用ＶＡＲＴＭ工艺来生产其 部件，目前该公司的ＶＡＲＴＭ 研究小组正在评估该公司的众多 产品中哪种将从这种工艺中受益 匪浅。
为了确定采用该工艺后所节 省的费用，研究小组对采用 ＶＡＲＴＭ工艺制造的１／４舱段 所需人力与采用常规工艺和热压 罐制造同样的舱段所需人力进行 了比较。
工艺 在ＶＡＲＴＭ工艺中，将液
体树脂注入干燥的模型中。开始 时用干燥的碳纤维缠绕成所需形 状，然后注入液体树脂，随后该 部件在炉子中固化。
ＶＡＲＴＭ工艺本身并不新 颖，已被造船界采用多年，制造 出长达１８．２３ｍ舰船壳体。然而 现在制造的１／４舱段不仅高度复 杂，而且必须满足高温和性能标 准。这些特点标志着ＶＡＲＴＭ 工艺的一个巨大成就。对洛克希 德公司ＶＡＲＴＭ计划提出的关 键要求是确保用此工艺生产的部 件质量要高。
２００２年１月至５月，陆军独 立测试与评估局将对导弹系统进 行测试，其结果将向陆军首脑汇 报。２００２年９月前后再决定是 否进入全速率生产阶段。
时兆峰
· ６０ ·
万方数据
飞航导弹２００１年第１２期
用VARTM工艺试制大型复杂外形复合材料结构件
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
洛克希德公司１９９６年就开 始开发ＶＡＲＴＭ工艺，该计划 只是洛克希德公司自１９９４年起 开始进行的若干独立研发的技术 评估项目之一，所有研制项目的 目的是验证先进材料、设计方 案、制造方法和技术，研究结果 将大大降低新一代潜射弹道导弹 部件的成本。
经费和目标 由于ＶＡＲＴＭ是一项独立
的研发计划，所以其经费都源自 洛马公司。由于目标是生产能被 公司用户采用的改进产品，因此 该计划不是政府项目，也就是 说，虽然用ＶＡＲＴＭ工艺生产
了三叉戟１Ｉ Ｄ５导弹的一个舱 段，但与三叉戟Ⅱ导弹计划没有 直接关联。
ＶＡＲＴＭ研究项目针对通 用目标，研究人员期望能继续生 产更加复杂的部件以观察可能存 在的缺点。
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ห้องสมุดไป่ตู้
采用低成本真空辅助树脂传 递模塑（ＶＡＲＴＭ）工艺，无需热 压罐就可生产形状复杂的高强 度、高性能碳纤维宇航结构件。 尽管造船商采用ＶＡＲＴＭ工艺 已生产出长达１８．２３ｍ的船身， 但到目前为止还没有采用该工艺 生产宇航结构件。
此，当务之急是将导弹单价由 ３９０万美元降至２００万美元，这 样有助于增加导弹的销量。
洛马公司已获低速率初始生 产２０枚ＰＡＣ一３导弹的合同，９ 月末已交付１６枚，随后将交付 剩余的导弹。预料新财年将再获 一个低速率初始生产的合同。
爱国者导弹发射架可携带 １６枚ＰＡＣ－３导弹，而老型号只
能装４枚。全系统改进包括 ＰＡＣ－３导弹、导弹储运箱、火控 计算机和增强的发射架电子系 统，目前仍在进行试验。
高倩， 杨鸿昌
飞航导弹 WINGED MISSILES JOURNAL 2001，(12) 1次
引证文献(1条)
1.刁岩.陈一民.洪晓斌.李华 真空辅助RTM成型技术应用及适用树脂体系[期刊论文]-高分子通报 2006(12)
本文链接：/Periodical_fhdd200112016.aspx 授权使用：中北大学(zbdxtsg)，授权号：d92360db-c9c8-4831-abf7-9e9300a79575
该计划还验证了多种注入技 术以确保树脂在形状复杂的结构 中能均匀流动、浸入和分布。对 试件的材料测试表明，其机械性 能类似用常规热压罐方式生产的 结构件。洛克希德公司称，这
１／４设备舱段是有史以来采用 ＶＡＲＴＭ工艺生产的最大最复 杂的复合材料部件。洛克希德公 司先进技术中心负责ＶＡＲＴＭ 的两名研究人员指出，他们利用 ＶＡＲＴＭ工艺制造的部件经测 量尺寸为１．２２ｍ×０．６１ｍ，质量 约９．０８ｋｇ。
下载时间：2011年2月23日
材料的好处 洛克希德公司用于ＶＡＲ－
ＴＭ计划的所有材料——碳纤维 和树脂——在市场上都可以买
到，采用市售产品对公司客户来 说是一个重要因素。
采用ＶＡＲＴＭ工艺，用市 售材料制造的产品，从强度、刚
度和耐高温等方面都比得上用热 压罐生产的产品，因为已用样品 试件验证了它们的强度和刚度。
一个热压罐就如同一个压力 很大的高压锅，但热压罐的尺寸 是一定的，因而限制了所要生产 产品的大小。ＶＡＲＴＭ计划的 目标是验证高性能、高强度碳部 件能够不用热压罐生产出来。虽 然ＶＡＲＴＭ工艺要求采用与热 压罐相同的温度进行固化，但不 要求热压罐所需的３．４４ＭＰａ～ １３。７８ＭＰａ压力。
高 倩杨鸿昌
ＰＡＣ一３爱国者导弹如期于 ２００１年９月２８日下线。该型导 弹是世界上唯一一种“命中一摧 毁”战区弹道导弹的系统，可有 效防御各种战区弹道导弹威胁。
洛马公司的导弹与火控公司 是ＰＡＣ一３导弹的主承包商，雷 锡恩公司负责系统总装。美国陆 军欲购２ ２００枚ＰＡＣ－３导弹，但 其财力却只能支付１ １３０枚。为
造的大型构件是Ｄ５导弹设备舱 的１／４舱段。研究人员将多种主 要的石墨和环氧树脂复合材料零 件、锻造金属配件、大量夹具、 金属加固件和数以千计的紧固件 用整体结构设计方案和ＶＡＲ— ＴＭ工艺集成在一起。该设备舱 段占Ｄ５导弹总结构价格的５０％ 以上。
与传统的宇航复合材料制造 方法相比，采用ＶＡＲＴＭ工艺 可使许多零件集成在一起。集成 后的部件可以不用热压罐固化。 采用ＶＡＲＴＭ工艺制造的舱段， 其零件数量从６１个减少到１个， 紧固件减少了３７６个，制造成本 降低了７５％，但并不影响结构的 品质并具有很高的结构效能，原 因是与现在的生产工艺相比节约 了大量劳动力、材料、工具和设 备成本。
该计划负责人说，这次 ＶＡＲＴＭ工艺的试验成功，为今 后生产大型、复杂外形、高性能 整体复合材料结构件迈出了重要 一步。复杂材料结构件生产工艺 的进步可使我们今后在大大降低 成本的前提下为客户提供能承受 飞航导弹２００１年第１２期
万方数据
得起的、效费比高的结构部件。
减少零件数量降低生产成本 为验证ＶＡＲＴＭ工艺而制
由于部件结构复杂且需满足 高温性能要求使得该项任务有了 难度，因而必须改进ＶＡＲＴＭ 工艺使其能满足宇航标准。为此 采用了比玻璃纤维更细的高强度 碳纤维，采用碳纤维后液体树脂
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的注入更加困难，因为碳纤维排 列更加紧密，可供液体树脂注入 的空间更少。
洛克希德先进技术中心制作 的部件经过多次反复试验才获成 功，每一步都增加了部件的复杂 性。开始时只采用简单的立方体 和基本形状，这两种形状试验成 功后再进一步制作更复杂的形 状。已对ＶＡＲＴＭ工艺进行了 若干次重要改进，这些改进属于 专利。
洛马公司有许多航天器和导 弹可用ＶＡＲＴＭ工艺来生产其 部件，目前该公司的ＶＡＲＴＭ 研究小组正在评估该公司的众多 产品中哪种将从这种工艺中受益 匪浅。
为了确定采用该工艺后所节 省的费用，研究小组对采用 ＶＡＲＴＭ工艺制造的１／４舱段 所需人力与采用常规工艺和热压 罐制造同样的舱段所需人力进行 了比较。
工艺 在ＶＡＲＴＭ工艺中，将液
体树脂注入干燥的模型中。开始 时用干燥的碳纤维缠绕成所需形 状，然后注入液体树脂，随后该 部件在炉子中固化。
ＶＡＲＴＭ工艺本身并不新 颖，已被造船界采用多年，制造 出长达１８．２３ｍ舰船壳体。然而 现在制造的１／４舱段不仅高度复 杂，而且必须满足高温和性能标 准。这些特点标志着ＶＡＲＴＭ 工艺的一个巨大成就。对洛克希 德公司ＶＡＲＴＭ计划提出的关 键要求是确保用此工艺生产的部 件质量要高。
２００２年１月至５月，陆军独 立测试与评估局将对导弹系统进 行测试，其结果将向陆军首脑汇 报。２００２年９月前后再决定是 否进入全速率生产阶段。
时兆峰
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飞航导弹２００１年第１２期
用VARTM工艺试制大型复杂外形复合材料结构件
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英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
