Oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ir vislabāk pazīstami ar saviem kosmosa lietojumiem, kas parādās gaisa kuģos, kosmosa kuģī un satelītos. Ķīnas satelītu nozare ir virzījusi izaicinošu ceļu uz pašreizējiem sasniegumiem. Šeit ir daži mazāk zināmi oglekļa šķiedras vēstures pagrieziena punkti Ķīnas satelīta programmās.
Dongfanghong satelīti: nostalģisks mantojums
Dongfangonga satelīti ieņem īpašu vietu daudzu, it īpaši to, kas dzimuši 70. un 1980. gados, atmiņās. Dongfanghong -1 satelīts joprojām darbojas šodien, kas tika palaists 1970. gada 24. aprīlī. Tomēr tajā nebija iekļauti oglekļa šķiedru kompozīti, jo Ķīnas oglekļa šķiedras rūpniecība sāka attīstīties tikai pēc 1965. gada.
Līdz tam laikam, kad Dongfanghong -2 tika palaists 1984. gadā, tā raga antenas atbalsta cilindra un despin mehānismā tika izmantoti oglekļa šķiedras kompozīti. Turpmākie Dongfanghong satelīti arvien vairāk pieņēma materiālu, izmantojot tās vieglās un augstās izturības īpašības, lai samazinātu satelīta masu, zemākas palaišanas izmaksas un atvieglotu tehniskās problēmas.
Četri galvenie oglekļa šķiedras pielietojumi Ķīnas satelītos
1. Oglekļa šķiedras gofrētās čaumalas
- izmēri: 920 mm diametrs, 235 mm augstums.
- Struktūra: sastāv no četriem trapecveida gofrētiem paneļiem, kas saistīti ar augšējiem\/apakšējiem rāmjiem. Katram panelim ir 33 gofrējumi, kas izgatavoti no augsta modulus oglekļa šķiedras epoksīda prepreg ar ± 45 grādu, 0 grādu un ± 45 grādu izkārtojumiem.
- Veiktspēja: Salīdzinot ar ārvalstu kolēģiem (piemēram, uzņēmuma E dizainparaugiem), aksiālais spiedes kritiskais stress palielinājās par 19% un elastības modulis par 26%. Pārspīlēti vietējie TA3 titāna sakausējuma čaumalas par 90% ar kravas nesošo jaudu ar vienādu masu.
2. Divkāršās pīķa gofrētie slodzes nesošie cilindri
- Svars: 25 kg (lielākā oglekļa šķiedras primārā slodzes struktūra agrīnajos ķīniešu satelītos).
- Dizains: 1983 mm augstums, apvienojot 48 divu līkņu gofrācijas slēgtā cilindriskā struktūrā. Augšējā sekcija: 1088 mm iekšējais diametrs; Apakšējā sadaļa: sašaurināta ar 1166 mm iekšējo diametru. Ārējie pastiprinājumi ietver kadrus, ribas un balstus.
-Inovācijas: mainīga biezuma plānas sienas struktūra (0. 32 mm līdz 5,5 mm), izmantojot augsta modulus oglekļa šķiedru. Sasniedzts vairāk nekā 400 komponentu trīsdimensiju integrēts veidojums.
- Rezultāts: veiksmīgi atklāts 1994. un 1997. gadā, pierādot par 65% vieglāku nekā alumīnija kolēģi ar izcilu strukturālo efektivitāti.
3. Oglekļa šķiedru-alumīnija hibrīdu ādas
-Dizains: oglekļa šķiedras ādas ar augstu modulu, garenvirziena cepures formas stīgas un speciāli rāmji, kas savienoti pārī ar alumīnija sakausējuma gala rāmjiem un locītavām.
- Lietojumprogrammas: izstrādāti 1300 mm un 1620 mm augstuma stingri čaumalas (1187,6 mm iekšējais diametrs), apstiprināts, stingri pārbaudot un izvietojot uz satelītiem.
4. oglekļa šķiedra-honeycomb sviestmaižu paneļi
- Priekšrocības: viegla, augsta saliekuma stingrība, hermētiskums, siltuma izolācija un samazināta montāžas sarežģītība.
- Lietošana:
- Dongfanghong -2: Solar masīva cilindriskas čaumalas un paraboliskie atstarotāji.
-Dongfanghong -3: seši 1720 mm × 2220 mm oglekļa šķiedras režģa-honeycomb saules masīva paneļi, divvirzienu parabolisko antenu atstarotāji un 20+ šūnveida paneļi strukturālām sistēmām.
- Resursu satelīti: paplašināta pieņemšana, ievērojami samazinot strukturālo masu un atbrīvojot kravas jaudu.
No aspirācijas līdz realitātei
Dongfanghong sērija iemieso Ķīnas centienus izpētīt kosmosu un nodrošināt komunikācijas suverenitāti-apliecinājumu pētnieku paaudzēm. Mūsdienās ar Beidou satelītu tīkla aizsardzību pret nacionālo savienojumu oglekļa šķiedru kompozītmateriāli ir paplašinājušies ārpus satelītiem līdz plašākām kosmiskās aviācijas lietojumiem. Tā kā Ķīna izvirza savus skatus uz kosmosu, oglekļa šķiedra joprojām ir neaizstājams sabiedrotais, sasniedzot zvaigznes.
