抗激光加固已經成為高速飛行器結構設計必須考慮的重要環節。目前常見的抗激光加固技術主要包括反射涂層、高導熱材料、燒蝕材料和拖延傳熱技術。雖然現有的抗激光加固技術可以在一定程度上延緩激光破壞時間，但是由于工藝復雜、功能單一、結構效率低、力學性能差，在實際應用中仍存在一定的局限性。

針對上述問題，中科院力學所熱結構耦合力學研究團隊提出了一種填充隔熱型材料或者燒蝕型材料的點陣夾層板結構來提高抵抗高能連續激光輻照的方法（圖1）。前期已完成了結構設計與試驗驗證（Composite Structures, 2018a）、抗加機理與數值仿真（Composite Structures, 2018b）研究。近期，研究團隊為了獲得更為真實服役環境條件下的抗激光加固性能，在高超聲速風洞內開展了填充點陣夾層結構的抗激光輻照性能的試驗驗證。

研究表明，在馬赫6.0來流條件下，相同面密度的實心面板、空心點陣夾層板、隔熱填充夾層板和燒蝕填充夾層板激光破壞時間分別比靜態環境激光輻照下減小了69%，77%，70%和34%（圖2），說明燒蝕填充夾層板在高速氣流環境下具有更好的抗激光加固性能。對比該型結構在不同環境下激光燒蝕的宏微觀形貌（圖3），在靜態環境下的激光燒蝕機理主要是氧化和升華，而在高超聲速風洞內的主要燒蝕機理是剝蝕和升華。

對比高超聲速風洞條件下的激光燒蝕形貌（圖4），傳統實心面板在激光輻照2.33 s時擊穿，而燒蝕填充點陣夾層結構即使在激光輻照4 s時也僅在輻照面發生微小損傷。因此，采用輕質燒蝕型材料填充點陣夾層結構可以在相同面密度即不改變結構質量的前提下，顯著提升抗激光強度，延緩破壞時間。該研究成果為高速飛行器抗激光加固設計提供了新的方法與思路。

研究成果以“Experimental Study of the High-Power Laser Resistance of Ablative Material-Filled Sandwich Panels with Truss Cores under Hypersonic Airflow”為題目，近期發表于Composite Structures。該工作獲得了國防基礎科研重點項目、國家自然科學基金項目等項目支持。

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論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2018.07.050
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