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我國首個 3.35 米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機在火箭院誕生

工程師鄧生 ? 來源:IT之家 ? 作者:騎士 ? 2021-01-25 10:20 ? 次閱讀
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中國運載火箭技術(shù)研究院宣布,1 月 22 日,我國首個 3.35 米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機在火箭院誕生。該貯箱主要應(yīng)用在液氧環(huán)境下,相比金屬貯箱可減重 30%,強度更高,能夠大幅提高火箭的結(jié)構(gòu)效率和運載能力,是一種新型輕質(zhì)貯箱。

復(fù)合材料貯箱原理樣機的誕生,標志著我國打破國外壟斷,成為全球少數(shù)幾個具備復(fù)合材料貯箱設(shè)計制造能力的國家。

據(jù)介紹,該項目是由火箭院總體設(shè)計部抓總,航天材料及工藝研究所與國內(nèi)多個高校共同參與的典型 “產(chǎn)、學、研”聯(lián)合攻關(guān)項目,研究團隊歷時兩年多,攻克了十大關(guān)鍵技術(shù)。

復(fù)合材料液氧貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)

低溫復(fù)合材料細觀損傷力學分析技術(shù)

多尺度復(fù)合材料滲漏抑制技術(shù)

低溫液氧相容樹脂體系制備技術(shù)

分瓣式可拆卸復(fù)合材料工裝設(shè)計制造技術(shù)

復(fù)合材料工裝精確裝配技術(shù)

高精度自動鋪放技術(shù)

超薄預(yù)浸料制備技術(shù)

復(fù)合材料法蘭密封技術(shù)

復(fù)合材料可靠粘接密封技術(shù)

相比于金屬貯箱減重 30%

貯箱作為火箭結(jié)構(gòu)重量占比最大的部段,其減重對火箭運載能力的提升具有重大意義。

材料小知識

復(fù)合材料的密度為 1.7g/cm3 左右,鋁合金密度為 2.8g/cm3,鋁鋰合金密度為 2.7g/cm3,復(fù)合材料的比強度是鋁合金的 8 倍,是鋁鋰合金的 6 倍。

IT之家獲悉,在航天領(lǐng)域,我國現(xiàn)役火箭的部分部段就大量采用復(fù)合材料,減輕了結(jié)構(gòu)重量。

復(fù)合材料與當前火箭貯箱結(jié)構(gòu)采用的金屬材料相比,具有密度更小、比強度更高、抗疲勞強度更好等優(yōu)勢。相比于金屬貯箱,復(fù)合材料貯箱可以減重 30% 左右,可大幅降低結(jié)構(gòu)重量,提升火箭運載能力。因此,發(fā)展復(fù)合材料貯箱是實現(xiàn)火箭減重目的的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是國際航天大國爭相探索的新領(lǐng)域。

3.35 米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機的成功研制,標志著我國掌握了從復(fù)合材料貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料制備到成形制造的全鏈路技術(shù)流程,成為全球少數(shù)幾個具備復(fù)合材料貯箱設(shè)計制造能力的國家。

與應(yīng)用于液氫液氧環(huán)境下的金屬貯箱相比,復(fù)合材料貯箱主要應(yīng)用在特定的液氧環(huán)境下,可以用在火箭末級。據(jù)資料顯示,火箭末級貯箱每減重 1 公斤,意味著運載能力提升 1 公斤。而且復(fù)合材料貯箱具有生產(chǎn)工序少、周期短等優(yōu)勢。從國外的研究成果來看,相比于金屬貯箱,采用復(fù)合材料貯箱可降低火箭綜合成本 25%。

未來,復(fù)合材料貯箱在火箭末級推廣應(yīng)用,將能大幅提升火箭的運載能力,對探索降低火箭成本具有深遠影響。

責任編輯:PSY

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