SiC_f/SiC复合材料硬度高、脆性大、耐磨损、难加工，切削过程中刀具磨损严重，加工质量差且不稳定，严重制约了SiC_f/SiC复合材料快速工程化应用。本研究通过开展SiC_f/SiC复合材料超声振动辅助铣磨试验，对比不同冷却方式下的表面粗糙度，选择中心出水+外部冷却的组合冷却方式，并对工艺参数进行优化，优选出适用于SiC_f/SiC复合材料超声振动辅助铣磨加工的工艺参数，为该类材料的工程化应用提供技术支撑。结果表明，中心出水+外部冷却的组合冷却方式能够提供更全面、更有效的冷却效果。随着主轴转速的增加，SiC_f/SiC复合材料切削力和加工表面粗糙度总体呈现减小的趋势；进给速度和切削深度的增大会导致切削力和表面粗糙度逐渐增大；在测试范围内，超声频率存在最佳区间，频率过低（20 kHz）或过高（50 kHz）均会导致加工效果变差。为了获得良好的加工表面质量，工艺参数优化组合为：主轴转速14000 r/min、进给速度50 mm/min、切削深度0.05 mm、超声频率40kHz、超声振幅2µm。

航空领域用陶瓷基复合材料须具备耐高温、长寿命等典型特征，目前能够满足该特征要求的材料主要包括氧化物纤维增强氧化物（氧化物/氧化物）复合材料和碳化硅纤维增强碳化硅（SiC/SiC）复合材料两大类。近年来，随着航空装备对材料耐温性能要求的提高，以及陶瓷基复合材料技术成熟度的不断提升，陶瓷基复合材料已经开始广泛应用于航空领域的高温热端部件。本文介绍了氧化物/氧化物复合材料和SiC/SiC复合材料的制备工艺及典型特点，阐述了目前两类材料在航空领域的应用进展。此外，本文还介绍了陶瓷基复合材料在设计验证、加工、连接及无损检测技术方面的研究进展，为该材料的工程应用提供参考。

采用间苯二酚、甲醛为反应物，去离子水作为溶剂，利用聚阳离子电解质聚二烯二甲基氯化铵（PDADMAC）作为软模板，通过溶胶–凝胶法（Sol–gel）常压干燥制备了酚醛气凝胶。通过SEM、压汞法、抗压测试、TGA等手段，详细研究了PDADMAC用量对酚醛气凝胶的微观形貌、孔结构、压缩性能以及热性能等方面的影响。结果表明：在较宽的调控范围内，随着PDADMAC用量的逐渐增加，酚醛气凝胶常压干燥的线收缩率维持在5%以内，其平均孔径呈先减小后增大的趋势，比表面积呈先增大后减小的趋势；当PDADMAC的用量为5%的时候，平均孔径可降低至0.11μm，比表面积高达113.14 m²·g^–1，并且热稳定性最高，PDADMAC的线性大分子链相互缠绕形成的“物理交联点”，可提升酚醛气凝胶的弹性模量最高至40.82 MPa。本研究为绿色简易工业化制备酚醛气凝胶奠定了工艺基础。

针对硬质夹层三明治结构复合材料预制体制备过程中，碳纤维缝线与芯层（聚氨酯泡沫）摩擦断裂导致预制体难以成型的问题，本文在改进簇绒缝合工艺的基础上，提出一种预刺缝合同步运行的预制体高效缝合成型工艺，以提高缝合成型效率。研制了搭载预刺功能的硬质夹层三明治结构复合材料预制体缝合成型系统样机。缝合成型系统以PLC为控制器，配备触摸屏作为人机交互界面。利用研制的预制体缝合成型系统样机进行了预制体缝合试验。试验结果表明，预刺工艺的加入避免了碳纤维缝线的断裂，在450针次的缝合过程中，预制体底部形成稳定碳纤维线环，顶部线迹位置准确。同预设缝合间距相比，缝合行间距相对误差小于2%，缝合列间距相对误差小于4%，成型预制体各组分无松散分层现象。本文预制体缝合成型系统可实现硬质夹层三明治结构复合材料预制体的高效缝合成型。

与拉压强度相比，工程材料的抗剪性能通常较低。然而，剪切也是航空航天承力结构服役工况中常见的载荷形式之一，对结构承载性能具有重要影响。因此，材料的面内剪切本构关系和极限强度无疑也是结构设计与性能评估的关键基础参数。针对一类典型的热结构材料，即碳化硅陶瓷基复合材料（Silicon carbide ceramic matrix composites,CMC-SiC），综述其面内剪切应力–应变行为、多尺度损伤–破坏形式与演化机理、宏观唯象本构模型以及考虑细观损伤机制的物理–力学模型，并简要讨论影响CMC-SiC材料面剪性能的主要影响因素，最终指出当前研究的不足之处与今后的重点研究方向，旨在促进先进陶瓷基复合材料力学性能的综合表征、理论分析与模型评价，为热结构承载性能的设计与评估提供支撑。

碳纤维复合材料的力电行为对其结构自感知至关重要。本文采用四探针法和数字图像相关技术（DIC）研究了不同偏轴角度（0°，45°，60°，90°）开孔三维机织角联锁碳纤维复合材料拉伸力电行为，揭示偏轴角度对开孔三维机织角联锁复合材料力电行为的影响。研究发现，拉伸性能受偏轴角度影响，轴向试样（0°，90°）表现出更高的抗拉强度和更低的断裂应变，碳纤维纱线为主要承载部分，纤维抽拔是主导失效模式；偏轴试样（45°，60°）呈现非线性变形，载荷主要由树脂基体承担，基体开裂与界面脱粘是主要损伤形式。复合材料力电行为同样受偏轴角度影响，电流密度和电势分布均表现出角度相关性；纱线传导和接触传导分别是轴向和偏轴试样的主要导电机理，轴向试样在断裂前电阻变化率不超过10%，偏轴试样最终失效前电阻变化率超过100%。

碳纤维增强聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料具有高强度、低密度、自润滑、易加工等优点，在航空飞行器轻量化设计中有巨大应用价值。针对航空过滤组件减重优化的需求，系统研究了CF/PEEK复合材料在过滤组件设计中的适用性。为保证航空过滤组件的服役可靠性，针对结构强度不足、振动疲劳、螺纹松脱等主要失效形式，开展设计参数对结构强度的灵敏度分析，对设计方案进行优化设计，并对优化方案进行了仿真和强度评估。通过振动考核试验等测试，验证了设计方案的有效性。结果表明，可通过结构优化实现CF/PEEK复合材料航空过滤组件的轻量化与高可靠性设计。

针对航空器技术先进性评价中多维度、多指标的综合评估需求，提出一种基于组合赋权和模糊综合评价的航空器技术先进性评价方法。该方法结合专家意见，利用评语集建立分级评价准则，从技术竞争力、技术成熟度、效费比、技术标准4个维度构建评价体系；再结合模糊层次分析法和熵权法对各个指标赋权，利用隶属度函数对指标进行模糊化处理；最后运用矩阵运算实现多方面综合评分。固定翼和旋翼机的实例结果表明，该方法可对航空器设计中的技术先进性进行定量评估，并为研发优先级顺序提供参考，具有很高的科学性与工程实用性。

针对高速运转状态下的直升机传动轴系偏转角无法动态测量的难题，本文提出一种基于激光准直与光电检测的高精度测量方法。以准直激光束作为测量基准，通过光电探测模块获取激光束的光斑坐标，从而确定测头的相对位置与姿态。在传动轴系高速旋转过程中，布置多测头同步测量轴的多个截面，并利用三点法误差分离算法获得截面轴心轨迹，在此基础上拟合计算出两段轴之间的动态偏转角，完成了不同初始安装角度及不同转速下的测量试验。结果表明，本系统的测头同步精度优于100 ns，偏转角测量频率大于2000 Hz，测量不确定度优于10″，能够满足直升机传动轴系偏转角的动态测量要求。

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（SiC/SiC）是新一代航空航天热端部件的关键材料，但其在中温及高温下的抗氧化性能与耐久性仍面临挑战。本文系统综述了通过基体成分调控提升高温SiC/SiC复合材料抗氧化性能的研究进展，重点聚焦硼、铝、稀土及过渡金属基体元素改性策略的进展与优劣。从基体改性剂的引入方式与作用效果出发，详细对比了各种基体元素改性策略的核心机理、性能边界、工艺局限性与固有挑战。分析表明，硼改性在中温区（<1200℃）自愈合效率最高，但面临高温挥发瓶颈；铝改性通过稳定玻璃相将有效防护窗口拓展至1200～1400℃；稀土改性凭借其热匹配性在超高温区（>1300℃）潜力巨大，但面临纤维兼容性与水解挑战；过渡金属改性则提供了构筑超高温物理屏障的新思路。最后，本文指出未来研究应聚焦多元素协同设计、智能化低损伤制备与模型驱动的寿命预测三大方向，为实现SiC/SiC复合材料在极端环境下的长时可靠服役提供理论指导。

针对航空制造、装配与测试现场的大距离直线基准构建难题，提出一种基于激光准直和多传感器融合的大距离直线基准构建方法。以准直激光束作为直线基准，设计了测量光路和补偿光路，并开发出光电检测装置。通过装置上的位置敏感探测器（Position sensitive detector,PSD）检测准直激光束投射的光斑坐标，并结合倾角传感器数据，实现对目标位姿的精确解算。试验结果表明，该方法能够准确测量2个方向平移和3个方向旋转共5个自由度的位姿变化，5 m范围内的位置测量误差小于6μm，角度测量误差小于0.003°，有效使用距离达50 m，满足大距离直线基准的构建精度要求。