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關鍵參數：所有復合材料電機外殼直徑>0.61米（2英尺或24英寸）；結構效率PV/W>25公里（1x106英寸）；比強度>12x106英寸；比剛度>600x106英寸（參見下表1）。

關鍵材料：樹脂對復合材料發動機殼體的改進至關重要。樹脂的關鍵要素包括：改進的高溫樹脂；延長保質期的樹脂。通常使用火箭發動機外殼的質量分數或PV / W以及材料的特定強度和剛度來進行外殼性能的比較或度量。

關鍵設備：生產4軸和5軸纏繞機，3、4和5自由度的編織機；大型纏繞和固化設備；專門為確保復合材料發動機外殼結構的健康而設計的聲發射測量設備；此外，大型復合材料結構（如固體火箭發動機）的驗證試驗水平和速率在軍事上是至關重要的，主要測試包括驗證試驗，爆破試驗，以及爆破試驗與材料強度/性能、安全系數和安全裕度的關系；高性能固體火箭發動機殼體可使用以下任何或所有部件：圓頂帽、圓頂加強件和圓片（環箍加強件）。

主要應用：高強度/剛度復合材料可用于許多商業應用中，如商業固體火箭發動機、商業運載火箭的儲罐、軍用和非軍用飛機的飛整流罩和其他部件、體育用品、C＆G儲罐和其他高性能儲罐。

可承受性問題：高強度、高剛度的碳纖維由于其低成本而變得越來越容易獲得，因此被廣泛用于商業產品中。諸如M30S和T700之類的纖維用于制造多領域應用的相對便宜的高性能復合材料。盡管復合材料的使用，特別是利用碳纖維的復合材料在商業世界中得到了擴展，但在固體火箭發動機應用中的信息不應輕易獲得。

當前最先進的大型固體火箭發動機（非戰術性）幾乎都是由復合材料制成，這主要包括了碳纖維增強環氧樹脂復合材料。從20世紀60年代初的民兵第三級和北極星火箭發動機外殼開始，隨后的幾乎所有彈道導彈發動機外殼都由復合材料（纖維和環氧樹脂）制成。

通常發動機外殼使用的材料具有高比強度（強度/重量）和高比剛度（模量/重量）。而用于火箭發動機外殼的纖維復合材料根據增強體不同，也經歷了三代產品的發展：

第一代增強纖維以玻璃纖維為主，如S2型玻璃纖維；第二代增強纖維為Kevlar 49為代表的芳綸纖維，隨后發展為強度較低的標準模量碳纖維（如Hexcel公司的AS4、東麗T300），目前發展到以美國Hexcel公司IM7和日本東麗T1000為代表第三代高強中模碳纖維。

與上述纖維配合使用的是玻璃化轉變溫度低于300°F的環氧樹脂中。在過去的10年或更長時間里，用于火箭發動機外殼復合材料的增強纖維除了引入PBO和M5之外，在新纖維或推動現有碳纖維強度方面沒有太大進展。

備注：上述軍事技術清單制定時美國Hexcel公司IM10、日本東麗T1100尚未研發成功，通過表格1單位換算之后，日本東麗T1100碳纖維比強度、比剛度分別為15.7和727 inchx106。因此比強度與PBO纖維相當，比剛度要存在一定優勢。

由于用于設計、加工和提高與固體火箭發動機復合材料殼體有關的材料強度在軍事上被認為是至關重要的，因此除了簡單增強纖維類型，更多關鍵參數均為保密內容。增強纖維強度對于高性能火箭發動機殼體是至關重要的。

在一些發達的國家（美國、歐洲和日本）的火箭發動機中，將復合材料殼體用于商用火箭發動機正變得越來越普遍。然而，關于如何設計、分析和制造大型復合材料固體火箭發動機殼體的技術（包括設計和分析工具）并不容易獲得。這些信息由美國、歐洲和日本的幾家大型制造公司密切掌握。日本（NASDA/Nissan）最近從ATK Thiokol購買了這項技術，為HII-Alaunch系統制造SRB-A，該發動機采用的材料系統為東麗T1000/TCR。

鑒于固體發動機特殊的軍事戰略意義，除材料體系以外，美國軍事技術清單中提出涉及固體火箭發動機殼體的設計、分析和制造所需的設計方法、方程、數據庫、工具（軟件）和其他技術等也應進一步控制。這包括了用于設計和設計端口增強晶片和極性凸臺或端口適配器的設計方法。

在固體火箭發動機外殼復合材料中，碳纖維通常與環氧樹脂（重量百分比為25％至35％）結合使用組成復合材料。但是，通常使用的樹脂必須存儲在冷藏箱中。最近開發的樹脂可以在室溫環境溫度下長時間保存。在大多數情況下，用于固體火箭發動機殼體的樹脂的玻璃化轉變溫度Tg高于250°F。在某些情況下，樹脂甚至可能具有比其固化溫度更高的Tg。

纖維和樹脂混合并以復合形式使用后，材料系統的信息對復合材料案例設計/分析人員具有重要價值。纖維供應商通常會發布纖維特性，并且數據隨時可用。樹脂通常也是如此。但是，當將兩者結合并在大型固體火箭發動機殼體上加工成復合材料時，信息就變得更為關鍵。必須將已發布的數據減小到允許的值（纖維強度轉換），并將其用作壓力容器的破壞強度。

連接裙板（承受外部荷載并將其從有效載荷轉移到壓力容器圓筒壁）通常使用彈性剪切層。裙板通常通過彈性剪切層與壓力容器分離，或采用其他方法連接。這種彈性材料和該界面的設計對于固體火箭發動機的性能至關重要。圍繞該接口的一般信息是眾所周知的，但該接口的具體設計和處理詳細信息通常是保密的。

幾乎全世界所有的固體火箭發動機案例都起源于軍事項目。這種材料和技術首先是為軍用或政府運載火箭開發的，然后過渡到商業領域。當今大多數高性能彈道導彈系統至少包含一些高性能復合材料，這項技術隨后進入商業應用。

綜上可知，根據美國軍事技術清單，關于火箭發動機復合材料殼體除可**簡單的纖維（碳纖維為主）和樹脂（環氧樹脂為主）信息以外，有關火箭發動機復合材料殼體設計、加工及測試分析軟件等關鍵技術均被列入嚴格禁止出口清單，因此也是嚴格保密的。