航空航天·科学家尝试用碳纤维增强塑料打造火箭燃料罐

欧空局在其未来发射器准备计划中取得了突破性进展，他们发现使用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。

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面级。

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。

来源: cnBetav