宇宙一直是一个神秘的存在,人们向往着征服星辰大海,从古至今,探索宇宙热情从未退却。古有浑天仪,简仪等仪器 ,现有望远镜,探测器,运载火箭等工具。但是人类对宇宙的了解还是沧海一粟,无数的疑问还等待着人类的去发现,解答。
今天是宇宙男神霍金先生回到宇宙怀抱的第三天,他的离开是人类的遗憾,但是在离开同时,这位男神也为我们留下了三大预言:
1:人类毁灭,2:AI取代人类 3:外星人终究会出现,三个预言无论是哪个都让人类的好奇但同时感到“害怕”, 为了致敬这位男神,我们来解密下三大预言,怎么可能,小编哪有那么大的格局,还是老老实实讲回现实。今天我们要了解下人类探索宇宙使用的与复合材料有关的工具。

人造卫星大家都不陌生,现代人的生活,很多都无法离开卫星。人造卫星可分为三大类:科学卫星,技术试验卫星和应用卫星。像我们现在使用的GPS导航,天气预报,等等都离不开人造卫星,那人造卫星和复合材料是怎样的关系呢。
人造卫星上常用的材料是CFRP,CFRP是以树脂为基体,碳纤维为增强体的复合材料。碳纤维具有碳材料的固有本征特性,又有纺织纤维的柔软可加工性,是新一代军民两用的增强纤维。它优异的综合性能是任何单一材料无法与其比拟的,现在已经成为先进复合材料的主要增强纤维之一。
CFRP在人造卫星上的运用也是多种多样
①卫星本体结构由于CFRP具有较高的比强度、较大的比刚度和良好的抗疲劳性能等特性,适于用来制造卫 星本体的结构。CFRP在卫星本体上的应用主要包括卫星外壳、中心承力筒和各种仪器安装结构板等。②卫星能源系统—太阳电池阵结构卫星在太空中工作所需要的电能是由太阳电池阵提供的,用电量较大。卫星发射时,大型太阳电池阵通常都是折叠的,在空中进行展开,面积较大,不能采用金属件制成。由于CFRP具有质量轻、比强度高、比刚度大以及线膨胀系数小的特点,因此,大型太阳电池阵通常采用 CFRP。
③卫星通信系统—天线结构
天线是任何卫星都不可缺少的星载设备,它一般均安装于卫星外表面,当观察一颗卫星时,天线往往是最容易看到的部分,不同用途的卫星通常需要不同用途的天线,即便同一颗卫星,为了完成不同的功能要求,往往需要多种天线,如美国ACTS卫星( 如图1所示) 上包含着。

各种用途的反射天线、接收天线、遥控天线和 C波段全向天线等。
卫星上安装的大型抛物面天线等强方向天线要求在温度急剧变化的空间环境中仍然能够保持稳定的外形,这就需要采用线膨胀系数极小的材料,即具有较好的热稳定性。

由于CFRP的可设计性,可以通过选择碳纤维的单层铺设角、铺层比和铺层顺序来获得抛物面天线所要求的刚度、强度以及极小的线膨胀系数。大型抛物面天线一般采用高强度和高刚度的CFRP 蜂窝夹层结构,能承受主动段的静、动力载荷,以及良好的微波反射特性等。
CFRP除了在人造卫星上的应用,在其他的探索宇宙的工具中运用也是多多。
在运载火箭方面,由于CFRP具有耐高温、比强度高和比模量高等力学特性,常被应用在火箭的排气锥体、发动机的盖、壳体、燃烧室、发动机喷管、喉衬、扩散段以及整流罩等部位。目前,运载火箭上所采用的 CFRP件在质量上比铝合金构件节省约10%~25%。

在精密支撑构件上,随着空间技术的发展和对轻质复合材料的牵引,CFRP作为结构件逐步应用于空间光学遥感仪器结构中,尤其应用在支撑各光学元件的精密结构件中,且有逐步增长的趋势。

(美国哈勃空间望远镜的主支撑结构采用了CFRP 制成的精密桁架结构)
在空间光学镜体上,为了满足空间光学遥感器中光学系统的高分辨率、小体积、轻质量的要求,CFRP不仅大量应用在精密支撑构件上,而且正在向精度和稳定性很高的空间光学镜体上发展。
目前,采用CFRP所制造的镜面精度已能达到红外的精度,具有可见光精度的光学镜体还没有研制出来,相信随着未来碳纤维和树脂基体的进一步开发,采用特殊的光学加工技术,大口径、高精度的可见光甚至是紫外的空间光学镜体会研制成功,并且应用于空间光学遥感器中。
最后,喜欢买衣服的小编我,自然也要要好奇下宇航服,看着宇航员穿着宇航服,帅帅的,美美的,每次都让小编我犯花痴。
2017年美国罗德岛设计学院(RISD)设计一款由碳纤维复合材料和两种类型的尼龙构成的宇航服。该套装重量约45磅(在火星上重约135磅),有16个组件。为了适应所有穿戴它的人,组件可以更换或调整大小。这个套装是为了解决现用宇航服在在零重力下工作,又昂贵又笨重。 尺寸小、磨损快,不舒适且通风差等问题,在不久的火星登录时,我们应该能看到这款宇航服面市。以前只知道复合材料运用于航天,航空,以为只是飞机,导弹而已,今天才知道宇宙探索也离不开复合材料。
文章转自:https://www.hongyantu.com/index.php?r=new/view&id=1851
今天是宇宙男神霍金先生回到宇宙怀抱的第三天,他的离开是人类的遗憾,但是在离开同时,这位男神也为我们留下了三大预言:
1:人类毁灭,2:AI取代人类 3:外星人终究会出现,三个预言无论是哪个都让人类的好奇但同时感到“害怕”, 为了致敬这位男神,我们来解密下三大预言,怎么可能,小编哪有那么大的格局,还是老老实实讲回现实。今天我们要了解下人类探索宇宙使用的与复合材料有关的工具。

人造卫星大家都不陌生,现代人的生活,很多都无法离开卫星。人造卫星可分为三大类:科学卫星,技术试验卫星和应用卫星。像我们现在使用的GPS导航,天气预报,等等都离不开人造卫星,那人造卫星和复合材料是怎样的关系呢。
人造卫星上常用的材料是CFRP,CFRP是以树脂为基体,碳纤维为增强体的复合材料。碳纤维具有碳材料的固有本征特性,又有纺织纤维的柔软可加工性,是新一代军民两用的增强纤维。它优异的综合性能是任何单一材料无法与其比拟的,现在已经成为先进复合材料的主要增强纤维之一。
CFRP在人造卫星上的运用也是多种多样

③卫星通信系统—天线结构
天线是任何卫星都不可缺少的星载设备,它一般均安装于卫星外表面,当观察一颗卫星时,天线往往是最容易看到的部分,不同用途的卫星通常需要不同用途的天线,即便同一颗卫星,为了完成不同的功能要求,往往需要多种天线,如美国ACTS卫星( 如图1所示) 上包含着。

各种用途的反射天线、接收天线、遥控天线和 C波段全向天线等。
卫星上安装的大型抛物面天线等强方向天线要求在温度急剧变化的空间环境中仍然能够保持稳定的外形,这就需要采用线膨胀系数极小的材料,即具有较好的热稳定性。

由于CFRP的可设计性,可以通过选择碳纤维的单层铺设角、铺层比和铺层顺序来获得抛物面天线所要求的刚度、强度以及极小的线膨胀系数。大型抛物面天线一般采用高强度和高刚度的CFRP 蜂窝夹层结构,能承受主动段的静、动力载荷,以及良好的微波反射特性等。
CFRP除了在人造卫星上的应用,在其他的探索宇宙的工具中运用也是多多。
在运载火箭方面,由于CFRP具有耐高温、比强度高和比模量高等力学特性,常被应用在火箭的排气锥体、发动机的盖、壳体、燃烧室、发动机喷管、喉衬、扩散段以及整流罩等部位。目前,运载火箭上所采用的 CFRP件在质量上比铝合金构件节省约10%~25%。

在精密支撑构件上,随着空间技术的发展和对轻质复合材料的牵引,CFRP作为结构件逐步应用于空间光学遥感仪器结构中,尤其应用在支撑各光学元件的精密结构件中,且有逐步增长的趋势。

(美国哈勃空间望远镜的主支撑结构采用了CFRP 制成的精密桁架结构)
在空间光学镜体上,为了满足空间光学遥感器中光学系统的高分辨率、小体积、轻质量的要求,CFRP不仅大量应用在精密支撑构件上,而且正在向精度和稳定性很高的空间光学镜体上发展。
目前,采用CFRP所制造的镜面精度已能达到红外的精度,具有可见光精度的光学镜体还没有研制出来,相信随着未来碳纤维和树脂基体的进一步开发,采用特殊的光学加工技术,大口径、高精度的可见光甚至是紫外的空间光学镜体会研制成功,并且应用于空间光学遥感器中。
最后,喜欢买衣服的小编我,自然也要要好奇下宇航服,看着宇航员穿着宇航服,帅帅的,美美的,每次都让小编我犯花痴。
2017年美国罗德岛设计学院(RISD)设计一款由碳纤维复合材料和两种类型的尼龙构成的宇航服。该套装重量约45磅(在火星上重约135磅),有16个组件。为了适应所有穿戴它的人,组件可以更换或调整大小。这个套装是为了解决现用宇航服在在零重力下工作,又昂贵又笨重。 尺寸小、磨损快,不舒适且通风差等问题,在不久的火星登录时,我们应该能看到这款宇航服面市。以前只知道复合材料运用于航天,航空,以为只是飞机,导弹而已,今天才知道宇宙探索也离不开复合材料。
文章转自:https://www.hongyantu.com/index.php?r=new/view&id=1851