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米乐体育登陆:【行业资讯】航天资料及工艺研究所的高功能复合资料将看护“天问一号”看望奥秘火星

发布时间:2022-09-25 12:36:18 | 来源:米乐体育官网网页版 作者:米乐体育官方下载安装

  7月23日,长征五号遥四运载火箭成功发射,将火星勘探器“天问一号”送入预订轨迹,火星之旅正式启航。这是我国初次火星勘探使命,将在彻底生疏的火星环境下一次性完成火星盘绕、着陆和巡视三项使命。

  接下来,“天问一号”最重要的过程之一便是着陆,众所周知,勘探器着陆要在极短的时刻穿越火星大气层,阅历“恐惧七分钟”。在这7分钟里,勘探器高速进入大气层,与大气层冲突会使其外表温度急剧升高,就如同一颗流星相同阅历高温灼烤;因为火星大气成分的特别性,其间二氧化碳占95%,氮气占3%,在高热状态下会产生愈加杂乱的物理化学反应,使得着陆环境愈加苛刻,因而,着陆过程中需求高效的防热结构对勘探器进行维护,以确保其完好无缺。可以说着陆防热技能是确保勘探器安全着陆的要害,直接关系使命胜败。

  航天资料及工艺研究所作为此次“天问一号”着陆防热技能的首要研发单位,依据勘探器形状、不同部位所接受的气动载荷及暖流密度的不同,“因地制宜”研发了三种防热复合资料,在气动加热最严峻的大底结构及大底角落部位选用了超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热资料;在需求坚持勘探器全体形状的上下边际和结构支撑部位选用了接连纤维增强中密度防热资料;在气动加热较为平缓的背罩部位选用了防热涂层资料。这三种资料协同作战,将看护“天问一号”安全着陆,看望奥秘火星。

  蜂窝增强低密度烧蚀防热资料可以说是空间飞行器防热的一员“老将”。“神舟”号载人飞船、“嫦娥五号”月球勘探器中,蜂窝增强低密度烧蚀防热资料都发挥了要害作用。此次火星勘探器上选用的是改善的新式超轻质蜂窝增强低密度烧蚀防热资料。跟它的“长辈”比较,此资料强度更高、密度更低,可以依据气动载荷散布对其进行变厚度变密度优化规划,在确保勘探器可以耐受更苛刻的气动载荷的状况下,完成愈加轻质化。一体化成型技能使整个勘探器大底结构具有非常好的全体性,确保了其在奔向火星的过程中接受高低温交变的结构稳定性。

  该资料密度约为0.36g/cm3,可接受1.5MW/m2的暖流环境,可耐受火星大气以CO2为主的特别气氛气动加热。勘探器大底结构的直径到达3.4m左右,合计约70000个蜂窝格子,选用全体成型工艺,完成了在如此多的蜂窝格子中资料一次性灌注到位,不论是成型功率、成型质量仍是成型可靠性都到达世界领先水平。

  因为火星间隔地球较远,为使运载火箭推送的更远,天问一号勘探器的分量不能过大,需求尽可能地“压榨”防热结构及资料的分量。航天资料及工艺研究所还研发了接连纤维增强中密度防热资料。

  该资料首要用作勘探器大底及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件,比较较低密度资料其强度更高,密度约为0.9g/cm3,统筹了耐烧蚀和承载才能。该资料使用了三元长纤维组成的SPQ纤维布增强系统,并将轻质填料引进到接连纤维增强的预浸猜中,完成了接连纤维增强烧蚀防热资料的轻质化。

  与勘探器大底直面火星大气冲刷不同,背罩结构在着陆器旁边面,遭到的暖流相对更低。航天资料及工艺研究所研发了超低密度防热涂层资料,密度仅为0.28g/cm3左右,热导率低至约0.06W/m﹒K,其根本热物理功能到达世界先进水平,不只隔热功能优秀,对着陆器的减重也起到了重要作用。该资料还可以习惯发射场的环境和真空总质量丢失等要求,经过了耐盐雾、耐湿热功能查核,线%,满意规划要求。

  不只如此,涂层施工工艺也完成了自动化。背罩结构大端直径约3.4m,面积约20 m2,传统的手艺作业方法将很难确保涂层的均匀性。经过攻关,处理了防热涂料传输技能难题,使用喷涂机械臂完成了背罩结构外表超低密度防热涂层资料的自动化喷涂,有用提高了涂层的施工质量和功率。

  这三种资料在使命履行过程中,还需求考虑的一个重要因素便是它们之间的结构热匹配性。勘探器飞向火星的时刻长达8个月,因为轨迹的改换和间隔太阳的远近,防热资料要接受极低的温度以及高低温的循环交变,“冰火两重天”很简单导致资料产生开裂、掉落等灾祸性问题。在这样的恶劣条件下,三种防热资料需求与勘探器的内部结构坚持杰出的结构热匹配性和完整性。

  经过工程核算、数值模仿及必要的地上试验,剖析这三种资料在极低温及高低温交变的空间环境下的结构改变状况,再依据试验成果优化批改,终究完成了这三种资料的匹配性和完整性,使它们可以在苍茫太空中“协同作战”,为勘探器安全抵达、顺畅着陆保驾护航。

  原标题:《【行业资讯】航天资料及工艺研究所的高功能复合资料将看护“天问一号”看望奥秘火星》