In qualità di rappresentante dell'avanzatomateriali compositi, lo sviluppo diCFRP non solo promuove il rapido sviluppo della tecnologia aerospaziale, ma svolge anche un ruolo insostituibile nell'applicazione di missili e razzi. Il livello di applicazione e la scala dimateriali compositi in fibra di carboniosono stati anche legati allo sviluppo di nuovi modelli di missili e razzi e al miglioramento delle prestazioni complessive.
Sfondo dell'applicazione
Molte organizzazioni dell'industria spaziale stanno perseguendo l'alleggerimento delle strutture dei razzi, e in questa atmosferafibra di carbonio i compositi sono la prima scelta per l’alleggerimento. Attualmente, le strutture principali dei sostegni del volo dei razzi, come le canne delle pinne, i coni di prua e le fusoliere, possono essere efficacemente ridotte di peso utilizzando compositi in fibra di carbonio (CFRP).
Per ogni kg di riduzione del peso del veicolo spaziale, è possibile ridurre di 500 kg i veicoli di lancio. Pertanto, i compositi in fibra di carbonio sono diventati il materiale con la più ampia gamma di applicazioni e la massima maturità tecnica per le strutture dei veicoli spaziali. Per veicoli di lancio e missili, fibra di carboniocompositipuò non solo ottenere un alleggerimento strutturale, ma anche essere la materia prima chiave per la funzionalizzazione.
Allo stato attuale, la fibra di carbonio per la struttura dei veicoli spaziali è principalmente fibra di carbonio a base PAN, ed è principalmente di modalità media ad alta resistenza (serie T) e di modalità alta ad alta resistenza (serie MJ), come i motori a razzo e missilistici utilizzati principalmente fibra di carbonio di modalità media ad alta resistenza e staffe, supporti o staffe missilistiche e altre strutture utilizzano fibra di carbonio di modalità alta ad alta resistenza.
Nel campo dei veicoli di lancio, i compositi in fibra di carbonio possono essere utilizzati per produrre la struttura solida del guscio del motore, la carenatura del corpo della freccia, il vano strumenti, la sezione interstadio, il rivestimento della gola dell'ugello del motore, la staffa del satellite, il serbatoio di stoccaggio criogenico e altri componenti. Il tipico rappresentante del materiale composito in fibra di carbonio nell'applicazione per veicoli di lancio è l'involucro del motore. Quando il motore è in funzione, il guscio non solo sopporta la pressione dall'interno e dall'esterno, ma affronta anche carichi esterni come pressione assiale, flessione, torsione e taglio trasversale, ecc. Pertanto, la maggior parte delle fibre di carbonio utilizzate nel guscio del motore sono fibre di carbonio di modalità media ad alta resistenza con resistenza superiore a 5,5 GPa e modulo intorno a 290 GPa, come Toray T800, T1000 e Hershey IM7.
Razzo composito in fibra di carbonio
Razzo di neutroni
Con la sua struttura composita in fibra di carbonio, il razzo Neutron sarà il primo grande veicolo di lancio al mondo in fibra di carbonio composita.
Basandosi sul successo del suo precedente veicolo di lancio Electron, Rocket Lab USA, una delle principali società statunitensi di sistemi di lancio e spaziali, ha sviluppato un nuovo veicolo di lancio chiamato Neutron. "Neutron, un grande veicolo di lancio con una capacità di carico di 8 tonnellate, può essere utilizzato per missioni come il volo spaziale umano, grandi costellazioni di satelliti e l'esplorazione dello spazio profondo. Il razzo ha raggiunto progressi nel design, nei materiali e nella riutilizzabilità.
Razzo elettronico
Rispetto ai razzi giganti come il Falcon 9 di SpaceX o il New Shepherd di Blue Origin, Electron sembra un baby razzo, poiché il suo carico utile massimo è di soli 225 kg, rispetto al carico utile massimo del Falcon 9 di 22.800 kg. Ma ciò che distingue Electron da questi grandi razzi è che è specificamente progettato per inviare nello spazio piccoli satelliti chiamati CubeSats. Considerando la richiesta di lanciare carichi leggeri in acqua, il lancio è anche relativamente economico, a 5,5 milioni di dollari per lancio, rispetto ai 60 milioni di dollari normalmente necessari per mettere in orbita un razzo SpaceX Falcon 9.
Alloggiamento motore in fibra di carbonio composita
Secondo le statistiche, la qualità della struttura del terzo stadio del motore a razzo solido del missile per ogni riduzione di 1 kg, può aumentare la portata effettiva di 16 km, quindi a partire dagli anni '80, una varietà di gusci di motori solidi di missili tattici e altre strutture hanno iniziato a utilizzare materiali compositi, come il La nuova generazione statunitense di missili da crociera aria-superficie ACMI58-JASSM al fine di ridurre significativamente i costi e il peso della cartuccia, non solo l'ala, la coda, il Per ridurre significativamente il costo e il peso del proiettile, ACMI58-JASSM non solo utilizza materiali compositi per l'ala, la coda e la presa d'aria, ma utilizza anche compositi in fibra di carbonio per l'intero scafo, il che riduce il peso dell'intero proiettile del 30% e il costo del 50%.
L'avvolgitrice in fibra di carbonio Aerojet Rocketdyne Motor ha iniziato a produrre grandi custodie per motori a razzo solidi all'inizio del 2020 a Hanceville, in Alabama.
Gli alloggiamenti strutturali sono modellati utilizzando un avvolgimento in fibra di carbonio per produrre alloggiamenti fino a 72 pollici di diametro e 22 piedi di lunghezza, abbastanza grandi da supportare il Programma missilistico strategico, progettato per realizzare alloggiamenti per una varietà di missili, sistemi di difesa missilistica e sistemi ipersonici. e supporta la produzione sia di sistemi di difesa terminale ad alta quota che di intercettori missilistici standard.
L’uso di compositi in fibra di carbonio nei razzi è relativamente maturo e, con l’emergere di nuove iterazioni di compositi in fibra di carbonio, segue la successiva comparsa di compositi termoplastici continui rinforzati con fibra di carbonio. La produzione di più componenti di razzi potrebbe anche inaugurare nuovi cambiamenti e le applicazioni aerospaziali in fibra di carbonio diventeranno più efficaci.
L’ampia applicazione dei compositi in fibra di carbonio offre maggiori opportunità alla società. La fibra di carbonio e i compositi GRECHO sono più leggeri e resistenti. Vai ad esplorare le tue opportunità e crea il tuo futuro. ContattoGRECHO Fibra di vetroper acquistare prodotti correlati in fibra di carbonio e compositi.
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Orario di pubblicazione: 07-apr-2023
