航空航天用纺织品是指专门用于飞机、火箭、卫星等航空航天器材制造的纺织材料。随着航空航天产业的飞速发展和国际空天日益加剧的竞争环境，各类太空探索任务、军用航空器和民用飞机等正对纺织材料提出更多的需求和更高的要求。新型航空航天用纺织品作为该领域的重要材料，不仅需要高比强度，轻量化，耐各种深空极端环境如强射线、原子氧、强粒子流冲击及高低温循环等，还要求其具备功能化、智能化、可设计性等特点。

航空航天用纺织品的纤维材料来源广泛，结构多样，应用范围繁多。按航空航天用纤维材料来分，可以分为天然纤维材料、无机非金属纤维材料、合成纤维材料以及金属纤维材料等。按纺织结构来分，可以分为二维结构（机织物、针织物和非织造布等）和三维结构（编织结构、角链锁结构、多层多向机织结构、经编多轴向结构、间隔织物结构和叠层针刺结构等）。按应用范围来分，可以分为航空领域和航天领域，其中，航空领域包括军用（如航空器结构材料、救生防护、武器导弹存储及结构材料等）和民用大飞机（如飞机制造和充气救生装备等）；航天领域包括航天器制造和宇航员太空生活及实验等。

原料分类

随着航空航天技术的进步，天然纤维的性能已难以满足该领域的快速发展需求，无机非金属纤维材料、高性能合成纤维材料与金属纤维材料在航空航天以及相关配套产业得到了越来越广泛的应用。

（1）无机非金属纤维材料

常见的用于航空航天领域的无机非金属纤维材料主要有碳纤维、石英纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等。碳纤维具有力学性能优异、高强高模、导电导热、轻质、耐高温耐腐蚀等特性，被广泛应用于复合材料或者增强材料的制备，是我国国防建设和国民经济发展的重要战略性材料。石英纤维是由高纯二氧化硅石英石经高温熔融后拉制而成的丝径在 1～15μm的特种玻璃纤维丝，具有良好的耐温性，在1050 ℃高温环境下可以长期使用，最高承受温度可达1700 ℃。同时，石英纤维的介电常数和介质损耗系数在目前已知矿物纤维中最优异，因此，由石英纤维制备的材料常作为透波复合材料的增强体，被广泛用于天线罩材料中。玄武岩纤维是一种由二氧化硅、氧化铝和氧化铁等氧化物组成的新型无机环保绿色高性能纤维材料，不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能，主要用作导弹、火箭、卫星等的隔热材料。碳化硅纤维是最为理想的航空航天耐高温、增强和隐身材料之一，可被用于飞机的发动机叶片，以承受1200 ℃的高温环境以及复杂应力的交互作用。氧化铝纤维是高温绝热材料之一，长期以来相关产品一直用于机头前缘、侧舱盖、机翼、垂直稳定器和航天飞机主发动机等部件的隔热罩。

玄武岩织物

（2）合成纤维材料

应用于航空航天领域的高性能合成纤维主要包括芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维和聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维等。芳纶1313因其良好的阻燃性能，可用于制造飞机和火箭的隔热部件；芳纶1414具有高强高模，可用于高强度降落伞和飞机结构材料等。超高分子量聚乙烯纤维的比强度和比模量是目前世界上已知的最高的特种纤维，且其具有优异的电磁波透射率和低介电常数，常用于飞机的翼尖结构、减速降落伞和特种缆绳等方面。聚酰亚胺纤维的力学强度、热稳定性、阻燃性和耐紫外辐射性等优异，在航天器、卫星天线和空间飞行器等方面有较多的应用。PBO纤维在力学性能、耐热性能、阻燃性能等方面表现优异，国产PBO纤维目前已成功应用于航空抛放式飞行数据记录器壳体制造。

图片来源：泰和新材。

芳纶材料

（3）金属纤维材料

随着金属纤维材料生产及加工工艺的提升，其在航空航天领域的应用越来越广泛。钨丝的熔点和强度极高，可用于宇宙飞船的发动机和火箭发动机涡轮的叶片上，近年来，也逐渐被开发用于卫星天线。不锈钢纤维具有耐高温、耐腐蚀、高导电、高导热等性能，常用于低成本电磁屏蔽和抗静电。镀金钼丝是柔性经编金属网反射面的关键材料，通过攻关合金固液掺杂及镀层技术，在国内首次实现了直径15～30μm极细镀金钼丝的制备和批量生产。

纺织结构分类

二维结构复合材料通常以机织物、针织物或非织造布与基体材料复合而成；三维结构复合材料是纤维在三维空间相互交织形成整体后再与基体材料复合而成。

（1）二维结构

常见的用于航空航天领域的无机非金属纤维材料主要有碳纤维、石英纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维等。碳纤维具有力学性能优异、高强高模、导电导热、轻质、耐高温耐腐蚀等特性，被广温、增强和隐身材料之一，可被用机织物具有强度高、延展率低等特点，常见的组织结构为平纹或斜纹，通常需要再经过铺层形成层压板进行使用。针织分为纬编和经编两种形式，纬编织物的拉伸性能较好，而经编织物的抗拉强度高，不易脱散，是柔性金属网反射面的主要结构。非织造布中的纤维排布随机，抗拉强度较低，并不十分适合航空航天应用。

（2）三维结构

三维纺织成形的制备技术有三维编织、三维机织、三维针织和三维非织造等。三维编织织物具有很强的抗层间分层能力，整体性良好，因此飞机的关键部件、卫星的柔性太阳能电池板、天线罩和雷达罩等结构材料常采用三维编织结构。三维机织技术可一次织成异形结构和间隔织物，因此可用于导弹的外壳、充气天线、充气太空舱、天线罩、整流罩和雷达罩等部件。三维针织技术可用于多轴向织物和间隔织物的制备，其中多轴向经编织物的抗拉强度高，抗分层能力强，常被用于太阳翼、天线和空间光学遥感器等航天器大型次级结构和机身蒙皮等结构。三维非织造织物通常质量轻且蓬松多孔，利用叠层针刺技术制得的无机纤维（如玻璃纤维、石英纤维、碳化硅纤维等）毡常用于隔热材料。

三维结构

应用范围分类

（1）航空领域

军用和民用大飞机是航空纺织品的重要应用领域。军用航空纺织品包括机翼和机身等主承力结构、垂尾和平尾等次承力结构以及舱门和整流罩等关键部件的航空器结构材料；降落伞、防护装备和绳缆网等救生防护以及武器导弹存储结构材料等。随着我国C919大飞机的批产和全面国产化的加速，高性能纤维复合材料在飞机制造和配套充气救生装备等大飞机中的应用越来越广泛，亟需产品的全国产化。

国产C919客机

（2）航天领域

碳纤维、玻璃纤维和碳化硅纤维等高性能纤维复合材料广泛应用于航天器结构材料和防热材料等航天器制造部件。如采用经编技术织造的半刚性把玻璃纤维网太阳能电池帆板和星载大型可展开柔性反射面天线材料是纺织品在航天器中的典型应用。此外，纺织品也是航天服和太空舱等宇航员的太空生活及实验中的重要载体。

“天宫二号”电池帆板

（来源：纺织导报官微）