Status Teknologi dan Kemajuan Penelitian dari Fiber Karbon di angkasa udara

Status teknis dan perkembangan penelitian dari serat karbon Karakteristik tipis dan aplikasi

[UNK] [UNK] [UNK] Serbuk karbon dan aplikasinya di lapangan angkasa udara.Alasan mengapa serat karbon dapat digunakan secara luas di lapangan angkasa udara terutama berasal dari keuntungan berikut:

(1) Material karbon serat komposit dapat memenuhi kebutuhan ketat tinggi kapal angkasa

Sebagai satelit dan pesawat ruang angkasa lainnya perlu menahan terlalu tinggi pemecut berlebihan dan getaran berat selama peluncuran, pertimbangan utama dalam desain struktur satelit adalah untuk memecahkan masalah ketat dalam kondisi memenuhi kekuatan. Hanya dengan mengadopsi struktur ketat tinggi struktur satelit bisa diamankan. Keselamatan dan fungsi. Secara umum, bahan yang tidak direksi dari bahan karbon serat komposit memiliki modulus 5-7 kali lebih besar dari bahan alium. Oleh karena itu, bahan terkomposit serat karbon modulus tinggi adalah bahan terbaik untuk memenuhi kebutuhan struktur ketat satelit dan kapal angkasa lain.

(2) Material komposit serat karbon dapat memenuhi keperluan stabilitas dimensi kapal angkasa

Masalah utama kapal angkasa yang beroperasi di lingkungan angkasa adalah alternatif suhu tinggi dan rendah. Contohnya, ketika satelit beroperasi di orbit geostationar, ia menghadapi suhu maksimum 120°C dan suhu minimum -160°C. Bagian struktur satelit memiliki kebutuhan yang sangat tinggi untuk presisi tinggi dan stabilitas dimensi struktur dalam lingkungan yang mengubah suhu tinggi dan rendah. Dengan serat karbon sebagai bahan penuh, komposit dengan hampir nol koeficien ekspansi termal dapat diperoleh melalui desain lapisan yang masuk akal. Material, untuk memenuhi kebutuhan stabilitas dimensi kapal angkasa dalam lingkungan yang mengubah suhu tinggi dan rendah.

(3) Material komposit serat karbon dapat memenuhi keperluan pesawat angkasa ringan

Bahan bakar yang digunakan oleh pesawat angkasa biaya sekitar 5 juta dolar AS per ton. Membawa jumlah besar bahan bakar akan meningkatkan berat penerbangan dan penerbangan kapal angkasa, dan meningkatkan banyak biaya produksi dan biaya penerbangan kapal angkasa. Diperkirakan bahwa untuk setiap 1 kg massa yang diselamatkan oleh satelit, kendaraan peluncuran dapat menyelamatkan 500 kg bahan bakar dan mengurangi biaya peluncuran dengan US$ 20.000. Berbanding dengan bahan logam, bahan karbon serat komposit tidak hanya memenuhi ketat tinggi dan stabilitas dimensi kapal angkasa, tetapi juga memiliki efek ringan yang signifikan, yang membantu mengurangi biaya peluncuran dan operasi.

Berbanding dengan prestasi yang terbaik di atas, serat karbon juga memiliki faktor restriktif tertentu. Tabel berikut menunjukkan indikator prestasi mekanik dari serat karbon komersial umum.

Menurut modulus tensil, produk serat karbon dibagi menjadi modulus standar (230 GPa), modulus medium (294 GPa) dan modulus tinggi (>350 GPa). Tidak sulit untuk menemukan dari meja bahwa, dibandingkan dengan T800H, T800S dan serat karbon modulus media lainnya, kekuatan tegangan serat karbon modulus tinggi umumnya lebih rendah. Contohnya, kekuatan tertinggi dari serat karbon M40J kelas hanya 4400 MPa, yang berasal dari serat karbon modulus tinggi berdasarkan PAN. Perpanjangan pada istirahat adalah kurang dari atau sama dengan 1,2%, yang akan mengurangi lebih panjang pada istirahat dan kesan keras dari materi komposit serat karbon modulus tinggi. Selama bertahun-tahun terakhir, penelitian asing dan penemuan dalam bidang serat karbon modulus tinggi berdasarkan PAN kebanyakan fokus pada meningkatkan kekuatan serat dan panjang pada istirahat.