宇航器特别是卫星天线常用管材作支架是天线系统的一个重要组成部分，它性能的优劣直接影响着天线的性能，因此要求支架管材密度小、强度好、振动阻尼高和尺寸稳定性好。美国很早就已将环氧/碳纤维复合材料成功地用于应用技术星ATS-F(G）天线支撑桁架、国际通信卫星天线支架及空间望远镜支架等方面，但这些支架的成型工艺复杂、所用设备昂贵。而我们采用热缩缠绕带作封装材料，结合真空袋/热压罐固化成型技术制出不用后加工即可获得光滑外表面的天线支撑管。

　　材料的模量越高，密度越小，膨胀系数越小，则制件的形状稳定性越好，热负载对天线精度的影响越小。因此高模量的碳纤维成为天线构件的首选增强材料，通过综合比较，本制件选择了日本东丽公司的M40碳纤维用于轴向铺层，而周向铺层选用模量较低、强度和延伸率较大的T300碳纤维。

　　碳纤维复合材料支撑管是天线中的连接结构件。在使用时主要承载卫星发射过程中剧烈的动载荷（弯曲和扭转力）和太空环境中支撑副面和背架的静载荷。因此要求在轴向有很高的弯曲性能；为了保证制件在大温差的空间环境条件下尺寸稳定，减小副反射器位移，从而保证天线的电性能，要求支撑管轴向线膨胀系数小于1.5×10-6K-1，制件厚度为1mm。预浸料固化后单层厚度为0.125mm，因此铺覆层数设计为8，综合分析后选择了0°为主、90°为辅的铺层：（90°/0°3）s，0°层主要提供低膨胀系数等轴向性能，90°层则提高周向性能，以防支撑管纵向破裂。

　　为了保证复合材料的碳纤维体积含量，减小孔隙率，保证制件力学性能，在每铺完4层后进行一次预压实工艺，即在90℃烘箱、0.1MPa条件下处理30min。常规的CFRP杆件，不论是缠绕成型、搓管成型，在最后封装固化时，由于预浸料压实时使封装材料产生皱折，使制件表面产生溢胶、皱折等，这种现象往往通过机械加工进行处理，再进行表面涂覆(如钓鱼杆、高尔夫球杆等。

　　本制件为变截面结构，不容易用机械加工来获得光滑外表面，因此采用了热缩缠绕带封装，然后装入真空袋，用隔离织物作透气材料，进热压罐固化成型。在热缩缠绕带封装时，宜采用热吹风，从一头缩起，将空气从另一头赶出，以免造成表面缺陷。

　　通过对热缩工艺和碳纤维复合材料天线支撑管成型工艺的研究，在成型碳纤维复合材料支撑管时采用热缩工艺可免去后加工而直接获得光滑外表面。支撑管的轴向线膨胀系数为1.2x10-6K-1，满足了小于1.5×10-6K-1的设计要求，大大提高了支撑管的轴向尺寸稳定性，从而保证了天线的电气性能。

      阅读延伸：《太阳翼碳纤维网格面板的低温热膨胀研究》