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      直徑3.35米 減重30%! 我國(guó)首個(gè)復(fù)合材料貯箱原理樣機(jī)誕生

      IT之家 | 2021-01-25 10:03:19
      中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院宣布,1 月 22 日,我國(guó)首個(gè) 3.35 米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機(jī)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(qiáng)度更高,能夠大幅提高火箭的結(jié)構(gòu)效率和運(yùn)載能力,是一種新型輕質(zhì)貯箱。

      復(fù)合材料貯箱原理樣機(jī)的誕生,標(biāo)志著我國(guó)打破國(guó)外壟斷,成為全球少數(shù)幾個(gè)具備復(fù)合材料貯箱設(shè)計(jì)制造能力的國(guó)家。

      據(jù)介紹,該項(xiàng)目是由火箭院總體設(shè)計(jì)部抓總,航天材料及工藝研究所與國(guó)內(nèi)多個(gè)高校共同參與的典型 “產(chǎn)、學(xué)、研”聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目,研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)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(jì)技術(shù)

      低溫復(fù)合材料細(xì)觀損傷力學(xué)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(jì)制造技術(shù)

      復(fù)合材料工裝精確裝配技術(shù)

      高精度自動(dòng)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(duì)火箭運(yùn)載能力的提升具有重大意義。

      材料小知識(shí)

      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(qiáng)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(guó)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(dāng)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(qiáng)度更高、抗疲勞強(qiáng)度更好等優(yōu)勢(shì)。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(yùn)載能力。因此,發(fā)展復(fù)合材料貯箱是實(shí)現(xiàn)火箭減重目的的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是國(guó)際航天大國(guó)爭(zhēng)相探索的新領(lǐng)域。

      3.35 米直徑復(fù)合材料貯箱原理樣機(jī)的成功研制,標(biāo)志著我國(guó)掌握了從復(fù)合材料貯箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(gè)具備復(fù)合材料貯箱設(shè)計(jì)制造能力的國(guó)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(jí)。據(jù)資料顯示,火箭末級(jí)貯箱每減重 1 公斤,意味著運(yùn)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(shì)。從國(guó)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(jí)推廣應(yīng)用,將能大幅提升火箭的運(yùn)載能力,對(duì)探索降低火箭成本具有深遠(yuǎn)影響。

      關(guān)鍵詞: 復(fù)合材料 貯箱

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