Kompozyty z włókna węglowego są najlepiej znane ze swoich zastosowań lotniczych, pojawiających się w samolotach, statku kosmicznym i satelitach. Chiński przemysł satelitarny nawigował trudną drogą do obecnych osiągnięć. Oto kilka mniej znanych historycznych kamieni milowych włókien węglowych w chińskich programach satelitarnych.
Satelity Dongfanghong: nostalgiczne dziedzictwo
Satelity Dongfanghong zajmują szczególne miejsce w wspomnieniach wielu, szczególnie tych urodzonych w latach 70. i 80. XX wieku. Uruchomiony 24 kwietnia 1970 r. Satelita Dongfanghong -1 pozostaje dziś działający. Nie obejmował jednak kompozytów z włókna węglowego, ponieważ chiński przemysł włókien węglowych zaczął się rozwijać dopiero po 1965 r.
Zanim Dongfanghong -2 uruchomiono w 1984 r., Kompozyty z włókna węglowego zastosowano w cylindrze wspierającym antenę rogów i mechanizm despinowy. Kolejne satelity Dongfanghong coraz częściej przyjmowały materiał, wykorzystując jego lekkie i o wysokiej sile właściwości, aby zmniejszyć masę satelitarną, niższe koszty uruchomienia i ułatwić wyzwania techniczne.
Cztery kluczowe zastosowania włókna węglowego w chińskich satelitach
1. Połączone powłoki z włókna węglowego
- Wymiary: średnica 920 mm, wysokość 235 mm.
- Struktura: złożona z czterech trapezoidalnych paneli falistych związanych z górnymi\/dolnymi ramkami. Każdy panel ma 33 tereny wykonane z preprega epoksydowego z włókna węglowego o wysokim module z włókna węglowego o ± 45 stopni, 0 i ± 45 stopni.
- Wydajność: w porównaniu z zagranicznymi odpowiednikami (np. Projekty firmy E), osiowy stres krytyczny ściskający wzrósł o 19% i moduł sprężystości o 26%. Przewyższały krajowe skorupy stopu tytanu TA3 o 90% przy równej masie.
2. Cylindry z podwójnym szczytem ładowania
- Waga: 25 kg (największa pierwotna struktura obciążenia z włókna węglowego we wczesnych chińskich satelitach).
- Projekt: Wysokość 1983 mm, łącząc 48 fal z podwójnym kątem w zamkniętą strukturę cylindryczną. Górna część: wewnętrzna średnica 1088 mm; Dolna sekcja: zwężana o średnicy wewnętrznej 1166 mm. Wzmocnienia zewnętrzne obejmują ramki, żebra i podporę.
-Innowacja: cienkościenna struktura o zmiennej grubości (0. 32 mm do 5,5 mm) przy użyciu włókna węglowego o wysokim modulu. Osiągnięto jednowymiarowe zintegrowane formowanie ponad 400 komponentów.
- Wynik: z powodzeniem uruchomiono w 1994 i 1997 r., Co dowodzi o 65% lżejszych niż aluminiowe odpowiedniki o doskonałej wydajności strukturalnej.
3. Hybrydowe skórki z włókna węglowo-aluminiowego
-Projekt: Skórki z włókna węglowego o wysokim module, podłużne podłużniki w kształcie kapeluszu i specjalne ramki w połączeniu z klatkami końcowymi i stawami ze stopu aluminium.
- Zastosowania: Opracowane skorupy 1300 mm i 1620 mm (średnica wewnętrzna 1187,6 mm), zatwierdzone przez rygorystyczne testy i rozmieszczone na satelitach.
4. Panele z kanapkami z włókna węglowego-Honeycomb
- Zalety: Lekka, wysoka sztywność gięcia, szczelność, izolacja termiczna i zmniejszona złożoność montażu.
- Zastosowanie:
- Dongfanghong -2: cylindryczne skorupy i odbłyśniki paraboliczne.
-Dongfanghong -3: Six 1720 mm × 2220 mm panele słoneczne z włókna węglowego z włókna węglowego, panele paraboliczne z podwójną siecią paraboliczną i 20+ paneli o strukturze plastra dla systemów strukturalnych.
- Satelity zasobów: rozszerzona adopcja, znacznie zmniejszanie masy strukturalnej i uwalnianie pojemności ładunku.
Od aspiracji do rzeczywistości
Seria Dongfanghong uosabia Chinę o zbadaniu przestrzeni i bezpiecznej suwerenności komunikacji-świadectw pokoleń poświęcenia naukowców. Dzisiaj, gdy sieć satelitarna Beidou zabezpiecza łączność krajową, kompozyty z włókna węglowego rozszerzyły się poza satelity do szerszych zastosowań lotniczych. Gdy Chiny stawiają celowanie w kosmosie, włókno węglowe pozostaje niezbędnym sojusznikiem w dotarciu do gwiazd.
