Süsinikkiust komposiidid on kõige paremini tuntud oma kosmoserakenduste poolest, mis ilmuvad lennukites, kosmoselaevades ja satelliites. Hiina satelliititööstus on navigeerinud väljakutsuva tee oma praegustele saavutustele. Siin on Hiina satelliidiprogrammide süsinikkiust vähemtuntud ajaloolised verstapostid.
Dongfanghongi satelliidid: nostalgiline pärand
Dongfanghongi satelliididel on eriline koht paljudes, eriti 1970. ja 1980. aastatel sündinud mälestustes. 24. aprillil 1970 käivitatud Dongfanghong -1 satelliit on tänapäeval tööks. Siiski ei hõlmanud see süsinikkiust komposiite, kuna Hiina süsinikkiust tööstus hakkas arenema alles pärast 1965. aastat.
Selleks ajaks, kui Dongfanghong -2 1984. aastal käivitati, kasutati süsinikkiust komposiiti selle sarveantenni tugiesindaja ja despooride mehhanismis. Järgnevad Dongfanghongi satelliidid võtsid materjali üha enam kasutusele, kasutades selle kergeid ja ülitugevaid omadusi satelliidimassi vähendamiseks, madalamate käivituskulude vähendamiseks ja tehniliste väljakutsete leevendamiseks.
Süsinikkiu neli peamist rakendust Hiina satelliites
1. süsinikkiust kõlblikud kestad
- Mõõtmed: läbimõõt 920mm, kõrgus 235mm.
- Struktuur: koosneb neljast trapetsikujulisest gofreeritud paneelist, mis on seotud ülemise\/alumise kaadriga. Igas paneelis on 33 gofreeti, mis on valmistatud kõrge modulatsiooniga süsinikkiust epoksü Pregrest ± 45 kraadi, 0 kraadi ja ± 45 kraadi koondamisega.
- jõudlus: võrreldes välismaiste kolleegidega (nt ettevõtte E disainilahendused), suurenes aksiaalne survekriitiline stress 19% ja elastsusmoodul 26%. Edestas kodumaiseid TA3 titaansulami kestad 90% koormuse kandmise mahutavusega võrdse massiga.
2. kahe tipuga gofreeritud koorma kandvad silindrid
- kaal: 25 kg (suurim süsinikkiust primaarne koormus kande struktuur varajastes Hiina satelliites).
- Kujundus: 1983mm kõrgus, ühendades 48 kahe kõvera gofreeti suletud silindriliseks struktuuriks. Ülemine osa: 1088 mm sisemine läbimõõt; Alumine osa: kitsenev 1166 mm sisemise läbimõõduga. Välised tugevdused hõlmavad kaadreid, ribisid ja tuge.
-Innovatsioon: muutuva paksusega õhukese seinaga struktuur (0. 32 mm kuni 5,5 mm), kasutades kõrge modulatsiooniga süsinikkiudu. Saavutatud ühe kõveraga, kolmemõõtmeline integreeritud vorm, mis koosneb üle 400 komponendi.
- Tulemus: edukalt käivitatud 1994. ja 1997. aastal, osutudes 65% kergemaks kui alumiiniumist kolleegid, millel on parem struktuurne efektiivsus.
3. süsinikkiust-alumiiniumhübriidnahad
-Kujundus: kõrge modulatsiooniga süsinikkiust nahad, pikisuunalised kübarakujulised nöörid ja spetsiaalsed raamid, mis on ühendatud alumiiniumsulami otsaraamide ja liigestega.
- Rakendused: välja töötatud 1300 mm ja 1620 mm kõrguse jäigastunud kestad (sisemise läbimõõt 1187,6 mm), kinnitatud range testimise kaudu ja satelliitidele kasutusele võetud.
4. süsinikkiust-honeycomb võileivapaneelid
- Eelised: kerge, kõrge painde jäikus, õhukindlus, soojusisolatsioon ja vähenenud kokkupaneku keerukus.
- kasutamine:
- Dongfanghong -2: päikese massiivi silindrilised kestad ja paraboolsed helkurid.
-Dongfanghong -3: kuus 1720 mm × 2220mm süsinikkiust ruudustikombi päikese massiivi paneele, kahevõrkuga paraboolsete antennide reflektorid ja 20+ kärgstruktuuri paneelide jaoks konstruktsioonisüsteemidele.
- Ressursside satelliidid: laiendatud kasutuselevõtt, vähendades märkimisväärselt struktuurilist massi ja vabastades kandevõime.
Aspiratsioonist reaalsuseni
Dongfanghongi sari kehastab Hiina püüdlusi uurida ruumi ja turvalist suhtlemisvõimalust-testamenti teadlaste pühendumuse põlvkondadele. Täna, koos Beidou satelliitvõrguga, mis kaitseb riiklikku ühenduvust, on süsinikkiust komposiidid laienenud satelliitidest kaugemale laiematele kosmoserakendustele. Kuna Hiina seab oma sihikindlad kosmosele, on süsinikkiud tähtedeni jõudmisel hädavajalik liitlane.
