Будучи представителем передовыхкомпозитные материалы, развитиеуглепластик не только способствует быстрому развитию аэрокосмической техники, но и играет незаменимую роль в применении ракет и ракет. Уровень применения и масштабкомпозитные материалы из углеродного волокнабыли даже связаны с разработкой новых моделей ракет и ракет и улучшением их общих характеристик.
Фон приложения
Многие организации космической отрасли занимаются облегчением ракетных конструкций, и в этой атмосфереуглеродное волокно Композиты являются лучшим выбором для облегчения. В настоящее время основные конструкции маршевых двигателей ракет, такие как килевые стволы, носовые обтекатели и фюзеляжи, можно эффективно уменьшить в весе за счет использования композитов из углеродного волокна (CFRP).
На каждый 1 кг снижения веса космических аппаратов можно снизить массу ракет-носителей на 500 кг. Таким образом, углеволоконные композиты стали материалом самого широкого применения и высочайшей технической совершенства для конструкций космических аппаратов. Для ракет-носителей и ракет углеродное волокнокомпозитыможет не только обеспечить облегчение конструкции, но и стать ключевым сырьем для функционализации.
В настоящее время углеродное волокно для конструкции космического корабля представляет собой в основном углеродное волокно на основе ПАН, и это в основном высокопрочное среднемодовое (серия T) и высокопрочное высокомодовое (серия MJ), например, в ракетных и ракетных двигателях в основном используется высокопрочное углеродное волокно средней моды, а кронштейны ракет, опоры или кронштейны и другие конструкции используют высокопрочное углеродное волокно высокой моды.
В области ракет-носителей композиты из углеродного волокна могут использоваться для изготовления прочной конструкции корпуса двигателя, обтекателя корпуса стрелы, приборного отсека, межступенчатой секции, облицовки горловины сопла двигателя, кронштейна спутника, криогенного резервуара для хранения и других компонентов. Типичным представителем углеволоконного композиционного материала в ракетах-носителях является корпус двигателя. Когда двигатель работает, корпус будет не только выдерживать давление изнутри и снаружи, но также подвергаться внешним нагрузкам, таким как осевое давление, изгиб, кручение и поперечный сдвиг и т. д. Поэтому большая часть углеродных волокон, используемых в корпусе двигателя, представляют собой высокопрочные углеродные волокна средней моды с прочностью выше 5,5 ГПа и модулем упругости около 290 ГПа, такие как Toray T800, T1000 и Hershey IM7.
Композитная ракета из углеродного волокна
Нейтронная ракета
Ракета Neutron с композитной конструкцией из углеродного волокна станет первой в мире большой ракетой-носителем из композитного углеродного волокна.
Опираясь на успех своей предыдущей небольшой ракеты-носителя Electron, Rocket Lab USA, ведущая американская компания по запуску и космическим системам, разработала новую ракету-носитель под названием Neutron. «Нейтрон, большая ракета-носитель грузоподъемностью 8 тонн, может использоваться для таких миссий, как полет человека в космос, создание крупных спутниковых группировок и исследование дальнего космоса. Ракета достигла прорыва в конструкции, материалах и возможности повторного использования.
Электронная ракета
По сравнению с гигантскими ракетами, такими как Falcon 9 от SpaceX или New Shepherd от Blue Origin, Electron выглядит как маленькая ракета, поскольку его максимальная полезная нагрузка составляет всего 225 кг по сравнению с максимальной полезной нагрузкой Falcon 9 в 22 800 кг. Но что отличает Electron от этих больших ракет, так это то, что он специально разработан для отправки в космос крошечных спутников под названием CubeSat. Что касается запуска легких полезных грузов на воду, то их запуск также относительно недорог: 5,5 миллионов долларов за запуск по сравнению с 60 миллионами долларов, которые обычно требуются для вывода ракеты SpaceX Falcon 9 на орбиту.
Композитный корпус двигателя из углеродного волокна
Согласно статистике, качество конструкции третьей ступени ракетного твердотопливного двигателя на каждый 1 кг уменьшения может увеличить эффективную дальность на 16 км, поэтому с 1980-х годов в различных тактических ракетах с твердым двигателем и другими конструкциями стали использовать композитные материалы, такие как В США новое поколение крылатой ракеты «воздух-поверхность» ACMI58-JASSM с целью значительного снижения стоимости и уменьшения массы патрона, а не только крыла, хвостового оперения, С целью существенного снижения стоимости и веса снаряда ACMI58-JASSM не только используются композитные материалы для крыла, хвостового оперения и воздухозаборника, но и используются композиты из углеродного волокна для всего корпуса, что снижает вес всего снаряда на 30%, а стоимость на 50%.
Намоточная машина из углеродного волокна Aerojet Rocketdyne Motor начала производство корпусов больших твердотопливных ракетных двигателей в начале 2020 года в Хансвилле, штат Алабама.
Структурные корпуса отливаются с использованием обмотки из углеродного волокна для изготовления корпусов диаметром до 72 дюймов и длиной 22 фута, достаточно больших для поддержки стратегической ракетной программы, предназначенной для изготовления корпусов для различных ракет, систем противоракетной обороны и гиперзвуковых систем. и он поддерживает производство как терминалов высотной зональной обороны, так и стандартных ракет-перехватчиков.
Использование композитов из углеродного волокна в ракетах является относительно зрелым, и по мере появления новых версий композитов из углеродного волокна следует последующее появление термопластических композитов, армированных непрерывным углеродным волокном. Производство нескольких компонентов ракет также может привести к новым изменениям, а применение углеродного волокна в аэрокосмической отрасли станет более эффективным.
Широкое применение композитов из углеродного волокна открывает больше возможностей для общества. Углеродное волокно и композиты GRECHO легче и прочнее. Идите, исследуйте свои возможности и создавайте свое будущее. КонтактГРЕХО Стекловолокнодля приобретения сопутствующих изделий из углеродного волокна и композитных материалов.
WhatsApp: +86 18677188374
Электронная почта: info@grechofiberglass.com
Тел: +86-0771-2567879
Моб.: +86-18677188374
Веб-сайт:www.grechofiberglass.com
Время публикации: 7 апреля 2023 г.
