網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)材料輕量化的重要結(jié)構(gòu)之一，通常可在拉舍爾經(jīng)編機(jī)上進(jìn)行織造，通過梳櫛不同的穿紗方式和組織結(jié)構(gòu)，在相鄰織針間形成局部無連結(jié)的結(jié)構(gòu)，從而編織形成各種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。網(wǎng)格復(fù)合材料具有較大的橫截面慣性矩，可設(shè)計性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比強(qiáng)度和比剛度高。

網(wǎng)格結(jié)構(gòu)先進(jìn)復(fù)合材料在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來，波音公司推出了一種名為TTBW（Transonic Truss-Braced Wing）的新型亞音速桁架飛機(jī)機(jī)翼的設(shè)計方案。該桁架結(jié)構(gòu)是一種由多根桿件組成的三角形或多邊形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其具有輕質(zhì)、強(qiáng)度高、剛度大等特點。波音公司對亞音速桁架機(jī)翼的研究已經(jīng)有五年多，目前已經(jīng)進(jìn)入了實驗階段，若試飛成功，將正式推出商業(yè)化方案。

亞音速桁架機(jī)翼

網(wǎng)格結(jié)構(gòu)先進(jìn)復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，我國天宮空間實驗室和天舟貨運飛船的半剛性太陽翼都采用了玻璃纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再與樹脂復(fù)合，得到的復(fù)合材料具備輕量化、高壓安全性、高承載性以及空間環(huán)境的強(qiáng)防護(hù)性，特別是對低軌空間環(huán)境中原子氧、等離子體等具有較強(qiáng)防護(hù)性。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的半剛性太陽翼不僅壽命長，還極大地提高了飛行器的發(fā)電效率。為了進(jìn)一步減輕太陽翼的重量，東華大學(xué)陳南梁教授研究團(tuán)隊提出了全新的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)織造技術(shù)，預(yù)期將有明顯的減重效果。

玻璃纖維半剛性太陽能電池基板及在“天宮”飛行器上的應(yīng)用

隨著人類航天活動的日趨頻繁，空間碎片數(shù)量越來越多，對航天器存在潛在威脅。早在2018年，歐洲就進(jìn)行了繩網(wǎng)捕獲衛(wèi)星試驗，用于試驗的衛(wèi)星是“RemoveDEBRIS”。清除碎片的衛(wèi)星彈射出一個由聚乙烯纖維編織的直徑 5m的繩網(wǎng)，準(zhǔn)確捕獲網(wǎng)中的小衛(wèi)星。

繩網(wǎng)捕獲衛(wèi)星

網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)反射面是星載天線的關(guān)鍵部位，東華大學(xué)陳南梁科研團(tuán)隊經(jīng)過長期科研攻關(guān)，采用極細(xì)金屬絲合股及經(jīng)編技術(shù)研制得到網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的金屬網(wǎng)反射面。星載大型可展開柔性天線已在世界首顆高軌衛(wèi)星“陸地探測四號”及“北斗”“天通”“鵲橋”等30多顆高性能衛(wèi)星上成功應(yīng)用，極大地提高了我國衛(wèi)星的通訊能力。此外，該團(tuán)隊還采用不同經(jīng)編結(jié)構(gòu)，通過調(diào)控網(wǎng)眼的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小等參數(shù)，設(shè)計開發(fā)了同時滿足力學(xué)性能和電學(xué)性能要求的金屬網(wǎng)反射面，形成了系列產(chǎn)品。值得注意的是，由于該金屬網(wǎng)反射面原料選用的是鍍金鉬絲，具有高強(qiáng)度、耐高溫、化學(xué)惰性和不易氧化等優(yōu)點，可以滿足星載天線的要求，無需再對其進(jìn)行表面處理，因此嚴(yán)格來說其并不屬于復(fù)合材料。

星載大型可展開柔性天線金屬網(wǎng)反射面

來源：《2025世界紡織行業(yè)趨勢展望》