Kot predstavnik naprednihkompozitni materiali, razvojCFRP ne le spodbuja hiter razvoj vesoljske tehnologije, ampak ima tudi nenadomestljivo vlogo pri uporabi izstrelkov in raket. Raven uporabe in obsegkompozitni materiali iz ogljikovih vlakenpovezani celo z razvojem novih modelov izstrelkov in raket ter izboljšanjem splošne učinkovitosti.
Ozadje aplikacije
Številne organizacije vesoljske industrije si prizadevajo za lažjo težo raketnih struktur in v tej atmosferikarbonska vlakna kompoziti so prva izbira za lažjo težo. Trenutno je mogoče glavne strukture nosilnih elementov raketnega leta, kot so sodi s plavuti, nosni stožci in trupi, učinkovito zmanjšati z uporabo kompozitov iz ogljikovih vlaken (CFRP).
Za vsak 1 kg zmanjšanja teže vesoljskega plovila se lahko nosilne rakete zmanjšajo za 500 kg. Zato so kompoziti iz ogljikovih vlaken postali material z najširšim spektrom uporabe in najvišjo tehnično zrelostjo za strukture vesoljskih plovil. Za nosilne rakete in rakete, ogljikova vlaknakompozitine more le doseči strukturne lahke teže, ampak je tudi ključna surovina za funkcionalizacijo.
Trenutno so ogljikova vlakna za strukturo vesoljskih plovil v glavnem ogljikova vlakna na osnovi PAN in so v glavnem srednje močna (serija T) in visoka trdnost (serija MJ), kot so raketni in raketni motorji. srednje močna ogljikova vlakna visoke trdnosti, nosilci, nosilci ali nosilci in druge strukture za izstrelke pa uporabljajo visoko trdna visokomodna ogljikova vlakna.
Na področju nosilnih raket se kompoziti iz ogljikovih vlaken lahko uporabljajo za izdelavo trdne strukture ohišja motorja, ohišja telesa puščice, ležišča za instrumente, medstopenjskega dela, obloge grla šobe motorja, nosilca satelita, kriogenega hranilnika in drugih komponent. Tipičen predstavnik kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken pri uporabi nosilnih raket je ohišje motorja. Ko motor teče, ohišje ne prenaša le pritiska od znotraj in zunaj, temveč se sooča tudi z zunanjimi obremenitvami, kot so aksialni pritisk, upogib, torzija in prečni strig itd. Zato večina ogljikovih vlaken, uporabljenih v ohišju motorja, so visoko trdna ogljikova vlakna srednjega načina z trdnostjo nad 5,5 GPa in modulom okoli 290 GPa, kot so Toray T800, T1000 in Hershey IM7.
Kompozitna raketa iz ogljikovih vlaken
Nevtronska raketa
S svojo kompozitno strukturo iz ogljikovih vlaken bo raketa Neutron prva velika nosilna raketa iz ogljikovih vlaken na svetu.
Na podlagi uspeha svoje prejšnje majhne nosilne rakete Electron je Rocket Lab USA, vodilno ameriško podjetje za izstrelitev in vesoljske sisteme, razvilo novo nosilno raketo, imenovano Neutron. "Neutron, velika nosilna raketa z nosilnostjo 8 ton, se lahko uporablja za misije, kot so človeški poleti v vesolje, velike satelitske konstelacije in raziskovanje globokega vesolja. Raketa je dosegla preboje v zasnovi, materialih in ponovni uporabi.
Elektronska raketa
V primerjavi z orjaškimi raketami, kot sta SpaceX Falcon 9 ali Blue Origin New Shepherd, je Electron videti kot otroška raketa, saj je njegova največja nosilnost le 225 kg, v primerjavi z največjo nosilnostjo Falcona 9, ki znaša 22.800 kg. Toda Electron se od teh velikih raket razlikuje po tem, da je posebej zasnovan za pošiljanje majhnih satelitov, imenovanih CubeSats, v vesolje. Kar zadeva povpraševanje po izstrelitvi lahkega tovora v vodo, je izstrelitev tudi razmeroma poceni, in sicer 5,5 milijona dolarjev na izstrelitev v primerjavi s 60 milijoni dolarjev, ki so običajno potrebni za postavitev rakete SpaceX Falcon 9 v orbito.
Kompozitno ohišje motorja iz ogljikovih vlaken
Po statističnih podatkih lahko kakovost strukture tretje stopnje raketnega raketnega motorja na trdno gorivo za vsak 1 kg zmanjšanja poveča efektivni doseg 16 km, tako da so od osemdesetih let prejšnjega stoletja v različnih taktičnih raketah s trdnim motorjem in drugih strukturah začeli uporabljati kompozitne materiale, kot je Ameriška nova generacija križarskih projektilov zrak-zemlja ACMI58-JASSM, da bi znatno zmanjšali stroške in zmanjšali težo vložka, ne le krila, repa, Da bi znatno zmanjšali stroške in težo projektila, ACMI58-JASSM ne uporablja samo kompozitnih materialov za krilo, rep in odprtino za dovod zraka, temveč uporablja tudi kompozite iz ogljikovih vlaken za celoten trup, kar zmanjša težo celotnega izstrelka za 30 % in ceno za 50 %.
Stroj za navijanje ogljikovih vlaken Aerojet Rocketdyne Motor je začel proizvajati ohišja velikih raketnih motorjev na trdno gorivo v začetku leta 2020 v Hancevillu v Alabami.
Strukturna ohišja so oblikovana z uporabo navitja iz ogljikovih vlaken za izdelavo ohišij do 72 palcev v premeru in 22 čevljev v dolžino, ki so dovolj velika za podporo Strateškega raketnega programa, zasnovanega za izdelavo ohišij za različne izstrelke, protiraketne obrambne sisteme in hiperzvočne sisteme, in podpira proizvodnjo tako terminalne obrambe na visokih nadmorskih višinah kot standardnih prestreznikov raket.
Uporaba kompozitov iz ogljikovih vlaken v raketah je razmeroma zrela in ko se pojavljajo novejše iteracije kompozitov iz ogljikovih vlaken, sledi nastanek neprekinjenih termoplastičnih kompozitov, ojačanih z ogljikovimi vlakni. Izdelava več sestavnih delov raket lahko povzroči tudi nove spremembe, uporaba ogljikovih vlaken v vesolju pa postane učinkovitejša.
Široka uporaba kompozitov iz ogljikovih vlaken prinaša družbi več priložnosti. Ogljikova vlakna in kompoziti GRECHO so lažji in močnejši. Raziščite svoje priložnosti in ustvarite svojo prihodnost. KontaktGRECHO steklena vlaknaza nakup povezanih izdelkov iz ogljikovih vlaken in kompozitov.
Whatsapp: +86 18677188374
E-pošta: info@grechofiberglass.com
Tel.: +86-0771-2567879
Mob.: +86-18677188374
Spletna stran:www.grechofiberglass.com
Čas objave: Apr-07-2023
