分享好友 行业资讯首页 频道列表

阿丽亚娜6型轻型火箭燃料罐将采用碳纤维和塑料替代金属材料

2021-07-31 16:433360
 欧空局在其未来发射器准备计划中取得了突破性进展,他们发现碳纤维增强塑料罐对火箭而言是可行的。这项新工作建立在早期研究的基础上,并展示了一种由独特的碳纤维增强塑料(CFRP)制成的小规模燃料罐的新设计。这种材料在使用液态氢时是防漏的,并且在不使用金属衬垫的情况下也能与液氧直接接触。
 
欧空局在其未来发射器准备计划中取得了突破性进展,他们发现碳纤维增强塑料罐对火箭而言是可行的。这项新工作建立在早期研究的基础上,并展示了一种由独特的碳纤维增强塑料(CFRP)制成的小规模燃料罐的新设计。这种材料在使用液态氢时是防漏的,并且在不使用金属衬垫的情况下也能与液氧直接接触。
阿
  阿丽亚娜6型火箭
  欧洲航天局表示,采用这种设计可以降低太空飞行的成本。
  在欧洲航天局的支持下,德国航空航天公司“MT aerospace”推出了一种独特的设计,一种由碳纤维增强塑料制成的小型火箭燃料罐。该燃料罐可以容纳液氢和液氧而不泄漏,也不需要使用金属衬里。
  项目研究人员指出,完全由CFRP制成的燃料罐比金属材质的要轻得多,而且建造起来更快、更便宜。通常储存液氧和液氢等低温推进剂需要具有金属衬里的罐子,以使其在有或没有复合材料外包层的情况下都能防漏。
  之所以需要金属衬里,是因为推进剂被冷却到零下253摄氏度。燃料储存罐是推进系统的关键元素,该研究提供了证明,用CFRP制成的高性能压力罐可以承受低温压力。研究人员认为,未来使用CFRP高性能压力罐将使火箭的发射更加安全,同时提供比金属压力罐低得多的质量。
  使用重量较低的部件建造火箭,使火箭能够产生相同的推力,意味着更高的运载有效载荷能力。研究人员说,他们发现了一种非常特殊的碳复合材料和加工方法,使他们能够考虑新的架构和功能组合,以创建使用金属不可能实现的火箭上级。
  欧空局未来发射器准备项目的项目经理凯特·安德希尔(Kate Underhill)说:“这是向前迈进的一大步。我们已经发现了一种非常特殊的碳复合材料和加工方法,这将使我们能够考虑火箭上级的新架构和功能组合,这是使用金属是不可能实现的。”
  火箭的上级对于高空和太空推进非常重要;根据欧空局太空运输部主任丹尼尔·纽恩施万德(Daniel Neuenschwander)的说法,将上级从铝改成碳复合材料,可能会产生额外2吨的有效载荷能力。
  构建防漏的CFRP箱体需要复杂的黑色碳纤维和特殊树脂的编织。该材料在一些单独的测试中抵御了极低的低温、压力循环和反应性物质。不久后研究人员将进行更多的集成热保护的测试,测试的数据将用于开发一个全尺寸的演示器。
  新的碳纤维增强塑料设计通过了低温压力测试,以了解燃料箱在将推进剂冷却至 -253?C(-423.4 华氏度)时的表现。原来的金属材质是密封的,为了用碳复合材料重现相同的特性,需要黑色碳纤维和特殊树脂的复杂编织。该材料在许多单独的测试中都能抵抗低温、压力循环和反应性物质。
  终,来自创新设计测试的数据,将应用于欧空局阿丽亚娜6型发射器的菲巴斯(Phoebus)上级火箭的终外观。Phoebus 将拥有近 12 英尺宽的由碳纤维增强塑料制成的液氢和液氧罐,该材料还将应用于储罐与上级外层之间的界面。据欧洲航天局称,Phoebus 将在 2023 年用低温流体进行测试。(阅读链接:NS0737 阿丽亚娜6型运载火箭原型上面级碳复合材料获欧空局(ESA)资助)
  实际上,这个团队并不是唯一一个为航天器尝试使用非常规材料的团队。芬兰的工程师已经建造并测试了一个木制卫星原型,他们说这将是未来纳米卫星的概念验证,几乎没有金属部件。
反对 0
举报 0
收藏 0
打赏 0
评论 0
吉林化纤年产2.5万吨碳纤维项目全面开工 助力国产碳纤维产业迈向规模化高端化
4月2日,吉林化纤年产2.5万吨碳纤维项目在吉林市正式全面开工建设,这一重点项目的启动,标志着我国碳纤维产业规模化、高端化发

0评论2026-04-07109

中国建材SYT80(T1200级)超高强度碳纤维入选首批央企原创技术策源地“十大标志性成果”
中国建材SYT80(T1200级)超高强度碳纤维入选首批央企原创技术策源地“十大标志性成果”

0评论2026-04-07106

邀您相聚深圳复材展|长盛(廊坊)科技有限公司【9馆 420号展位】
邀您相聚深圳复材展|长盛(廊坊)科技有限公司【9馆 420号展位】

0评论2026-04-07109

【展位预订】2026复合材料装备工艺及技术展览会
展位预定中,欢迎联系我们:18653463667.

0评论2026-04-07109

【报告嘉宾】低空飞行器复合材料成形装备及其自动化
阐述低空飞行器典型制件生产工艺,讲解复合材料模压成形装备及自动化实施方案,探索模压成形装备与自动化发展方向。

0评论2026-04-01134

【报告嘉宾】低空飞行器用泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究
针对低空飞行器对结构功能一体化、轻量化及高效成型的核心需求,本文开展泡沫夹芯复合材料关键技术与应用研究。直面传统泡沫夹芯复材界面性能弱、Z 向强度低、成型工艺不兼容等瓶颈,开发高性能自膨胀环氧泡沫树脂体系,攻克泡沫填充蜂窝隔声、电磁屏蔽-隔热一体化成型技术,创新腹板 / 嵌件增强结构设计方法。通过自膨胀泡沫辅助模压一体化成型工艺,实现复杂结构一步成型,研制的复合材料部件成功应用于低空无人机机臂、新能源汽车电池箱等产品,为低空飞行器轻量化、多功能化发展提供关键材料与工艺支撑。

0评论2026-04-01131

碳纤维硬核赋能航天!爱思达配套力箭二号首飞圆满成功
此次发射成功,也为爱思达5200mm全碳纤维复合材料整流罩系列产品制造注入动力。该系列产品聚焦更高性能目标,设计端较金属方案减重15%以上,将为我国商业航天重大任务提供强劲动能。

0评论2026-04-01133

【报告嘉宾】碳纤维复材赋能低空装备:材料-装备-应用一体化实践
围绕低空经济发展需求,分享企业在碳纤维复合材料、核心成型装备及结构部件的一体化研发与制造经验。重点介绍从材料体系、专用装备到高性能部件批量生产的全链条解决方案,以成熟制造技术助力低空飞行器轻量化、高可靠与产业化落地。

0评论2026-03-31130

中复神鹰携手国检集团,共促碳纤维行业高质量发展!
近日,国检集团党委副书记、总经理陈璐一行到访中复神鹰。中复神鹰党委书记、董事长张健热情接待了来访嘉宾,双方相关业务负责人

0评论2026-03-31133

定制化赋能复材加工 凯博数控提供全流程数控解决方案
宁波市凯博数控机械有限公司Ningbo Kaibo CNC Machinery Co., Ltd.简写:凯博数控 KAIBO CNC公司简介宁波市凯博数控机械有限公司

0评论2026-03-31230