第三章成型工藝技術體系

3.1 傳統成型工藝

復合材料雷達罩的最終性能，不僅取決于材料本身，更在很大程度上由其制造工藝決定。傳統復合材料成型工藝以手工操作為主，適用于低端/大型罩體，設備投入小、適應性強，但產品質量一致性較差。手糊成型是最古老、最簡單的復合材料成型方法之一。其工藝流程為：在模具表面依次涂覆脫模劑和膠衣層，隨后手工鋪設纖維增強材料，再用刷子或輥子將液態樹脂涂覆并充分浸潤纖維。該工藝的優點在于模具成本低、對纖維種類無限制，且特別適合制造超大型構件。然而，其缺點也十分明顯：樹脂含量高且分布不均，孔隙率較高，導致力學性能偏低。因此，手糊成型主要應用于成本敏感、性能要求較低的場景，如民用氣象雷達罩。噴射成型可視為手糊成型的機械化改良版本。該工藝通過專用噴槍將短切纖維與霧化樹脂同步噴涂至模具表面。相較于手糊，噴射成型提高了生產效率，但其采用的短切纖維無法形成連續增強結構，導致制品力學性能顯著低于連續纖維制品。正因如此，噴射成型在雷達罩領域的應用較少。

3.2 先進成型工藝

為滿足軍用及高端民用雷達罩對力學性能、電磁透過性和尺寸精度的嚴苛要求，主流先進工藝通過引入壓力、真空或自動化設備，顯著提升了產品質量與批次一致性。樹脂傳遞模塑（RTM/VARTM）的基本原理是：先將干態纖維預成型體置于閉合模具中，再通過注射口在壓力（RTM）或真空負壓（VARTM）驅動下將液態樹脂注入模腔。該工藝的優勢顯著：制品兩面均為模具面，表面光潔度高；樹脂含量可控，孔隙率低。目前，哈玻院、航天科工39所等單位已廣泛采用RTM/VARTM技術制造中大型地面軍用雷達罩。熱壓罐成型被公認為航空復合材料制造的“黃金標準”。其工藝過程為：將預浸料按設計鋪層鋪放于模具上，包裹真空袋后置入熱壓罐，在程序控制下同步施加高溫和高壓，促使樹脂充分流動、浸潤纖維并完成固化。該工藝可實現極低的孔隙率（<1%）、高纖維體積分數（>60%），力學與介電性能高度一致，且尺寸精度高、重復性好。然而，其缺點同樣突出：設備投資巨大，能耗高，生產周期長。因此，熱壓罐成型主要用于高端軍用機載雷達罩。

面向未來高效率、低成本、高一致性的制造需求，智能制造工藝正逐步從航空航天領域向地面雷達罩制造滲透。自動鋪絲（AFP）與自動鋪帶（ATL）利用多軸機器人系統，將預浸絲束或預浸帶按照預設路徑自動、精確地鋪設在模具表面，可實現復雜曲面的變角度鋪層與局部功能梯度設計。該工藝具有鋪層精度高、材料浪費少、生產效率高等優勢。目前，AFP/ATL已廣泛應用于F-35、C919等大型航空結構件。機器人輔助RTM通過集成工業機器人完成纖維預成型體的自動鋪設等工序，大幅提升了RTM工藝的自動化水平。與此同時，增材制造技術也開始嘗試用于復合材料雷達罩的制造，可直接打印碳纖維增強PEEK等高性能材料結構。盡管受限于當前設備尺寸與打印速度，尚難以滿足大型地面雷達罩的整體成型需求，但在小型化、定制化應用場景（如無人機載雷達罩、5G通信基站天線罩）中已展現出顯著潛力。

第四章結構類型與典型應用形式

4.1 單壁結構 vs. 夾芯結構

先進的制造工藝與合理的結構設計是將理論性能轉化為實際產品的橋梁。在結構形式上，現代高性能雷達罩普遍采用夾芯結構（Sandwich Structure），即在兩層功能面材（skin）之間夾入一層輕質高剛度的芯材（core）。這種設計巧妙地利用了材料力學原理，實現了極高的彎曲剛度和承載能力，同時最大限度地減輕了結構重量。單壁結構由單一復合材料層板構成，通常采用手糊、噴射等傳統工藝制造，具有結構簡單、工藝成熟、成本低廉的特點。該結構適合制造幾何形狀復雜的曲面構件，在小型民用雷達罩中應用廣泛。然而，其力學性能存在明顯局限：整體剛度較低，在大尺寸或高風載工況下容易發生變形。因此，單壁結構主要適用于對性能要求不高的小型民用場景。夾芯結構由上下兩層面板（Skin）與中間輕質芯材（Core）共同構成，是當前高性能雷達罩的主流結構形式。其核心優勢在于以極輕的重量實現極高的彎曲剛度。具體而言，夾芯結構具有三大突出優點：一是高剛度重量比；二是具備一定的隔熱與隔音性能；三是可設計性強。目前常用的芯材主要包括兩類：蜂窩芯與閉孔泡沫芯。蜂窩芯又可分為鋁蜂窩和Nomex?芳綸紙蜂窩。相比之下，閉孔泡沫芯（如聚氨酯PUR、聚醚酰亞胺PEI等）因其完全不吸水的特性，從根本上規避了因環境濕氣侵入導致的介電性能劣化問題，已成為新一代高性能雷達罩的首選芯材。

4.2 典型應用形式分析

機載雷達罩是復合材料在雷達系統中應用最成熟、技術要求最嚴苛的領域。其結構特點表現為體積小、曲率大、氣動外形精度高。目前主流技術路線普遍采用石英纖維/氰酸酯樹脂預浸料配合熱壓罐成型工藝，結構形式多為單壁或薄夾芯設計。軍用戰斗機鼻錐罩不僅需滿足基本透波功能，還需集成隱身（低RCS）設計、電熱除冰系統及抗鳥撞能力；而民用客機（如C919）的氣象雷達罩則更側重于成本控制、長期可靠性與適航認證合規性。艦載與車載雷達罩長期運行于高鹽霧、高濕度、強振動等惡劣環境中，其結構設計核心在于高密封性、抗疲勞性與環境耐受性。為應對海洋或野戰條件下的腐蝕與機械沖擊，芯材則優先選用不吸水的Nomex?芳綸蜂窩或PEI閉孔泡沫。軍用艦載雷達罩需全面滿足GJB 403B中關于溫度沖擊、鹽霧腐蝕、振動沖擊等多項嚴苛環境試驗要求。

圖2 機載雷達罩

地面固定雷達罩是本報告的核心關注對象，其尺寸跨度極大，且軍民應用場景差異最為顯著。民用主要服務于氣象監測、空中交通管制等場景。結構上多為中小型（直徑<20 m），普遍采用玻璃纖維/環氧樹脂體系，結合手糊或RTM工藝制造。性能方面，其聚焦穩定適配單一頻段（如S/C波段），要求透波率≥90%，并能耐受-20℃~60℃溫度范圍、12級風載。軍用則面向防空預警、彈道導彈預警等高敏感任務。其結構多為中大型（直徑>20 m），廣泛采用碳纖維與芳綸纖維混雜增強的復合材料體系，搭配高性能泡沫夾芯。此類罩體需具備“多頻段兼容能力”（覆蓋X/Ku/Ka波段），透波率≥95%，并能在-40℃~85℃極端溫度、15級強風、強鹽霧環境下長期穩定工作。此外，還必須具備低雷達反射截面積（RCS）和抗電磁脈沖（EMP）能力。隨著通信、智能交通與特種工程領域的快速發展，復合材料雷達罩正加速向新興應用場景拓展。5G基站天線罩具有小型化特點，工作頻段涵蓋3.5 GHz、28 GHz、39 GHz等。為滿足大規模部署需求，材料普遍采用改性聚丙烯（PP）或聚苯醚（PPE）等低介電常數熱塑性復合材料。自動駕駛毫米波雷達罩集成于汽車前保險杠或格柵內部，需完全符合車規級標準。材料方面，多選用專用低介電、低損耗的PPS、PBT或液晶聚合物（LCP）復合材料。其最大技術挑戰在于：在復雜三維曲面下仍需確保77 GHz毫米波信號的無損、低畸變傳輸。地震/地質探測設備防護罩并非傳統意義上的“透波”結構，其核心需求在于輕質、高強、抗沖擊、耐油污及野外極端工況適應性，以保護內部精密電子設備。

第五章中國市場現狀與戰略機遇分析

5.1 政策驅動與市場需求分析

中國復合材料雷達罩市場正處于一個充滿活力、政策強力驅動且發展潛力巨大的發展階段。隨著國家軍民融合戰略的深入實施和國產大飛機項目的持續推進，國內對高性能復合材料及其相關零部件的需求呈現出爆發式增長的態勢。中國的雷達罩市場應用呈現軍民并進、層次分明的特點。軍用領域以殲-20、運-20為代表的第四代戰機，以及以空警-500、運-20預警機為代表的先進空中平臺，都對高性能雷達罩提出了極為苛刻的要求。此外，中國大力發展無人機（UAV/UCAV）技術，也為雷達罩市場開辟了全新的細分領域。民用航空領域，隨著國產C919大型客機的規模化生產和交付，其對復合材料的需求也進入了實質階段。C919機身結構中復合材料的占比預計將達到11.5%，其中雷達罩明確采用了玻璃纖維復合材料。此外，龐大的商業航空機隊對機載氣象雷達和衛星通信天線罩的更換和升級，以及民航機場對天氣雷達罩的采購，共同構成了民用市場的穩定需求。

在國內市場中，以中航高科為代表的龍頭企業扮演著至關重要的角色。中航高科通過其下屬的航空工業濟南特種結構研究所（637所），承擔了ARJ21支線客機和C919大型客機雷達罩的研發與生產任務。除了中航高科，市場上還活躍著一批專注于航空航天配套服務的高新技術企業，如湖南航天環宇通信科技股份有限公司。

5.2 新興領域的發展機遇

中國復合材料地面雷達罩產業正處于一個由國家戰略強力驅動、市場需求雙軌并行、技術能力加速追趕的關鍵發展階段。軍民融合發展戰略已上升為國家戰略。C919大型客機項目是帶動國內航空產業鏈升級的“龍頭工程”?！笆奈濉毙虏牧袭a業發展規劃中明確將高性能纖維及復合材料列為關鍵戰略材料，重點支持高強高模碳纖維、特種環氧/氰酸酯樹脂、先進蜂窩/泡沫芯材的國產化攻關。

軍用需求是技術創新的核心驅動力，主要來自三大方向：空中力量建設（預警機、隱身戰斗機）；國土防空與導彈預警（大型地面雷達站）；前沿武器系統（高超音速飛行器）。民用市場是產業規?；幕A，呈現出多元化、快速迭代的特點。全國布設的S/C波段天氣雷達網是最大的民用市場。龐大的現有機隊對機載雷達罩的更換和維修構成了穩定的后市場。大規模建設的5G基站，尤其是毫米波基站，對小型化、低成本、高一致性天線罩的需求巨大。風電與交通領域，風力發電機需安裝測風雷達；高速公路的交通流量監控雷達也廣泛使用復合材料罩體。新興領域如地震/地質探測設備、浮空器與臨近空間飛行器、低軌衛星地面站等，為復合材料雷達罩創造了新的增量市場。

綜上所述，中國市場呈現出“軍用牽引技術，民用擴大規模，新興領域創造增量”的良性發展格局。在國家政策的引導下，軍民技術壁壘正在被打破，為整個產業的可持續發展注入了強大活力。從仿制起步，到集成追趕，再到如今的自主創新，中國復合材料雷達罩產業正站在歷史的關鍵節點上，依托龐大的內需市場和堅定的政策支持，有望在全球高端制造版圖中占據一席之地。

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