来源:TECH_carbonfiber

航天事业一直是人类科技探索的前沿阵地,航天器在太空实验及返回地球时,面临着诸多技术难题。其中,航天器在重返大气层时,会因剧烈摩擦产生极高的热负荷,如何有效应对成为关键挑战之一。此次合作将共同研发的耐热材料,正是针对这一问题的关键所在。
新材料以碳纤维和合成树脂为基础。碳纤维以其高强度、高模量以及良好的耐热性而著称,合成树脂则具有良好的成型性和可加工性,两者结合为新型耐热材料的优异性能奠定了基础。
丰田自动织机的“三维立体织物技术” 则成为研制新材料的关键工艺。这项技术能够将纤维在三个方向上进行布局,形成独特的立体结构。通过精确控制编织方式,还可以对材料的密度等参数进行调节,从而满足不同应用场景的精准需求。
当航天器重新进入大气层时,其表面温度可高达约3000℃,这是一般材料难以承受的极端环境。以往为了应对这一情况,通常会在航天器表面整体采用耐热材料,然而传统方法容易导致过度设计,进而使航天器重量增加,制约了其性能的提升和发射成本的优化。而此次研发的新耐热材料,有望在实现轻量化的同时,降低生产成本,并维持航天器良好的飞行性能,为航天器的设计和运营带来显著的改进。