张夏明 朱开鼎 蒋贵刚 苏庆云 刘海鑫

（1 通信与导航卫星总体部，北京 100094）

（2 北京卫星制造厂有限公司，北京 100094）

0 引言

某航天器一体化摇臂结构接口复杂，需要满足三维干涉空间的包络需求，且结构质量要求苛刻，温度环境高低温交变，使用工况复杂且恶劣，传统的金属材料无法同时满足精度、力学和质量的要求。碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度和比模量高、线胀系数小的优点［1-2］，因此采用碳纤维复合材料制造的构件具有质量轻、刚度强和尺寸稳定性好等特点，适合应用于对结构质量和尺寸控制要求严格的航空航天领域部件生产。例如：Vega 火箭的P80FW发动机和Epsilon 火箭的SRB-A 发动机均采用碳纤维缠绕复合材料壳体，以及多向编织C/C 喉衬、布带缠绕C/P－高硅氧/酚醛喷管防热部件等［3-6］。

该航天器摇臂为中空的腔体结构，该结构的复合材料成型芯模选择是关键，芯模既要满足铺层需要，又要满足产品在成型过程中对加压的需要。芯模材料通常有金属芯模、可溶性芯模、热胀性芯模以及气囊芯模等。王纪霞等［7］采用砂芯模缠绕成型工艺，制备的复合材料壳体通过了水压爆破试验考核；张芳等［8］从工艺角度研究了水溶性芯模的制备和性能，结果表明水溶性芯模满足复杂异型复合材料结构件的各项性能指标要求；曹晓明等［9］研究了复合材料成型过程中硅橡胶的温度变化对压力的影响，考察了方管的成型质量及其影响因素，以硅橡胶热膨胀工艺制备了碳纤维复合材料方管；……