整流罩是一種用于保護衛(wèi)星及其它有效載荷的設(shè)備,以防止衛(wèi)星受到氣動力、氣動加熱及聲振等有害環(huán)境的影響。它是運載火箭的重要組成部分。自從1957年,蘇聯(lián)通過運載火箭將第一顆人造衛(wèi)星送入太空后,世界上多個國家就開始了整流罩技術(shù)的發(fā)展。如今整流罩根據(jù)質(zhì)量、直徑和長度等因素分為大中小三型,還可以根據(jù)外形分為一體式和多瓣式。整流罩由端頭帽、前錐段、圓筒段和鏈系統(tǒng)組成。 整流罩的設(shè)計和制造需要考慮多種因素,如載荷的大小和形狀、運載火箭的特性以及環(huán)境條件等。整流罩具有保護衛(wèi)星、利于分離、調(diào)節(jié)溫度、免受污染等功能,組成材料則包括為整流罩提供氣動外形的面板材料,以及起支撐作用的夾層材料,分離方式分別為整體軸向分離、側(cè)向平推分離和側(cè)向旋轉(zhuǎn)分離。2020年10月12日,中國長三乙火箭整流罩頂部構(gòu)成材料進行了更新,換上了可全透波的新型材料,并成功完成了測試。 2021年7月19日,中國首次完成火箭整流罩帶傘降落試驗,這標(biāo)志著中國在整流罩技術(shù)方面取得了重要進展。
歷史沿革
整流罩是運載火箭的重要組成部分,它的設(shè)計是為了保護衛(wèi)星及其它有效載荷,防止衛(wèi)星受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環(huán)境的影響。整流罩是運載火箭中不可或缺的組成部分,它的發(fā)展與運載火箭的發(fā)展密不可分。自從 1957 年前蘇聯(lián)通過運載火發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星以來,整流罩的研發(fā)及應(yīng)用就伴隨著運載火箭獲得了長足發(fā)展。在后續(xù)階段,美國、俄羅斯、中國、歐洲以及日本等國家在航天領(lǐng)域上都經(jīng)歷了不同程度的發(fā)展過程,各國也都相應(yīng)研制出了性能優(yōu)良的運載火箭。雖然整流罩結(jié)構(gòu)材料各國不盡相同,但隨著技術(shù)發(fā)展,各國都在嘗試采用輕質(zhì)復(fù)合材料以減輕整流罩重量。
功能與分類
功能
衛(wèi)星整流罩的功能有:
a) 保護衛(wèi)星不受氣動力的作用;
b) 保護衛(wèi)星不受氣動加熱的作用;
c) 解鎖分離系統(tǒng)保證衛(wèi)星整流罩順利分離;
d) 當(dāng)運載火箭處于臨射狀態(tài)時,可對整流罩內(nèi)的溫度、濕度進行調(diào)節(jié),以保證衛(wèi)星不受低溫和環(huán)境的影響;
e) 保護罩內(nèi)衛(wèi)星不受各種煙霧環(huán)境的污染。
f)有一定的類似于逃逸塔的作用。
分類
根據(jù)運載任務(wù)的不同,每種型號的運載火箭都具有一種或多種形狀的衛(wèi)星整流罩,如單星罩、雙星罩、多星罩等。
就運載能力而言,各國對運載火箭都劃分為小型、中型、大型和重型4類,而根據(jù)運載火箭的大小,整流罩則分為小中大三種型號。基本特點如下表:
整流罩外形不固定,但主要可分為兩大類:一體式和多瓣式。一體式整流罩常用于小型運載火箭。多瓣式整流罩,尤其是兩瓣式整流罩對于大、中型火箭應(yīng)用較多,包含直線錐段型、曲面錐段型、西奧多·馮·卡門曲線錐段等多種結(jié)構(gòu)形式。
技術(shù)特點
設(shè)計準(zhǔn)則
一、衛(wèi)星整流罩外形設(shè)計要使抖振載荷和迎面阻力達到最小。
二、整流罩要有良好的無線電穿透性,來滿足有效載荷與地面站之間通信聯(lián)系和遙測的需要。
三、為避免凈空間過小導(dǎo)致機械卡死,從而影響整流罩的成功分離,整流罩要設(shè)計出相當(dāng)大的有效空間(凈空間)。
四、為了便于對各種儀器進行檢修和更換,在整流罩上要留出若干個操作窗口。同時還要設(shè)計若干個放氣孔,以保證在飛行過程中罩內(nèi)與罩外氣壓保持平衡。
五、考慮到運載火箭的載力和航天任務(wù)的成本,整流罩結(jié)構(gòu)需要注重輕量化。
六、整流罩需要配備防熱和降噪設(shè)計,以保證內(nèi)部人員和設(shè)備的安全。
七、最后,還應(yīng)該考慮到整流罩的吊裝和運輸。隨著火箭運載能力的不斷提高,整流罩的體積和質(zhì)量也在不斷擴大,這給吊裝和運輸帶來了不小的挑戰(zhàn)。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)采用分瓣運輸和整體吊裝的方案。
組成材料
整流罩材料包括無機化合物材料和有機材料,成型工藝包括真空袋法、模壓法、澆灌法等。運載火箭整流罩一般為面板蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu),是蒙皮與蜂窩芯材通過膠膜組成的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)。面板蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕,比強度高、平面度高、隔音、降噪、減震、工藝性強和可設(shè)計性強等優(yōu)勢。整流罩的復(fù)合結(jié)構(gòu)包括面板和蜂窩夾芯兩部分,面板一般為纖維復(fù)合材料,具有抗沖擊性強、耐腐蝕性強和耐熱性能優(yōu)異的特點;蜂窩夾層目前先進復(fù)合材料常采用玻璃鋼蜂窩、鋁蜂窩、Nomex 紙蜂窩、泡沫蜂窩等,具有低導(dǎo)熱系數(shù),力學(xué)性能優(yōu)異等特點,滿足整流罩隔熱要求。
面板材料
面板結(jié)構(gòu)為整流罩提供氣動外形,面板材料為樹脂基復(fù)合材料纖維復(fù)合材料,由基體材料和增強材料組成。樹脂基纖維復(fù)合材料質(zhì)量輕、強度高、耐高溫,具有可設(shè)計性強的特點,可在較寬范圍內(nèi)實現(xiàn)透波功能,是整流罩的理想材料。
纖維材料
樹脂基纖維復(fù)合材料具有比強度大、比模量高的優(yōu)點,國內(nèi)外常用作整流罩面板的高性能增強材料包括碳纖維、玻璃鋼和芳香族聚酰胺纖維等,碳纖維具有許多優(yōu)良性能,軸向強度和模量高,密度低,無蠕變,耐疲勞性好,熱膨脹系數(shù)小,有良好的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能。已在航空航天領(lǐng)域大量應(yīng)用,玻璃纖維是透波整流罩皮最常用的增強材料,具有強度高、介電性能優(yōu)異、吸濕性小以及尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點。石英玻璃纖維是所有玻璃纖維中介電性能最好的,其介電性能在較寬的頻帶范圍內(nèi)基本不變化,可實現(xiàn)整流罩的寬頻透波性,且石英纖維高溫下透波性能優(yōu)異,目前國外先進整流望大多已采用石英纖維作為增強材料四,芳香族聚酰胺纖維是一種高科技特種纖維,具有高強度和高模量,優(yōu)異的耐熱性能和阻燃性能,應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域,如芳綸防彈衣,頭盔等,但芳綸纖維易吸潮這一特性影響介電性能,限制了其在透波整流罩領(lǐng)域的應(yīng)用。
樹脂材料
整流罩一般采用高性能熱固性樹脂作為面板基體材料,包括環(huán)氧樹脂( EP)、雙馬來亞胺樹脂( BMI) 和氰酸脂樹脂( CE) 等 。常用的樹材料為環(huán)氧樹脂,環(huán)氧樹脂熱力學(xué)性能優(yōu)異、工藝性強、電氣性能優(yōu)良,一直是復(fù)合材料樹脂基體的主體,環(huán)氧樹脂的缺點是耐沖擊損傷能力差,在濕熱環(huán)境下力學(xué)性能下降明顯,近年來,研究人員一直致力于向環(huán)氧體系中加入柔性基團改善環(huán)氧樹脂的韌性并提高耐熱性 。雙馬來酰亞胺( BMI) 脂作為芳香族聚酰亞胺材料,縣有優(yōu)異的耐高低溫、高強高模、低燒膨脹系數(shù)、低介電常數(shù)與損耗、低真空揮發(fā)份、低揮發(fā)可凝物等優(yōu)點,又有類似于ep較易加工的優(yōu)點,廣泛用于航空航天領(lǐng)域,但缺點是熔點高、溶解性差、脆性大“,以氰酸萌樹脂( CE) 是二十世紀(jì)八十年代開發(fā)的一類新型樹脂,具有低介電、耐高溫、耐濕熱等優(yōu)點,主要用于高性能印刷電路板和高性能透波結(jié)構(gòu)材料,其缺點是固化后脆性較大,韌性較差網(wǎng)為增加樹脂體系韌性,BMI 和 CE 一般使用增切切改性后混合樹脂體系作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)基體,改性后的 BMI和 CE 樹脂體系在保證優(yōu)良耐濕熱性能和介電性能的同時,可提高結(jié)構(gòu)的抗沖擊強度。
夾層材料
整流罩夾層結(jié)構(gòu)對面板材料起著支撐作用,其性能參數(shù)很大程度上影響衛(wèi)星整流罩透波段的力學(xué)性能。夾芯材料應(yīng)滿足以下要求:低密度、平壓模量高、剪切模量高、彎曲強度高和介電性能優(yōu)異等,滿足上述要求的整流置夾層材料主要有以下四種:玻璃鋼蜂窩、鋁蜂窩、Nomex 紙蜂窩和 PMI聚甲基丙烯酰亞胺) 泡沫蜂窩。
玻璃鋼蜂窩減重效果不明顯且力學(xué)性能較差在航空領(lǐng)域已逐漸被 Nomex 紙蜂窩和 PMI 泡沫蜂窩代替; 鋁蜂窩和碳纖維面板結(jié)合會引起電化學(xué)腐蝕,不滿足航天器苛刻環(huán)境下對于復(fù)合材料的耐腐蝕要求; Nowmex 紙蜂窩由芳香族聚酰胺浸潰酚醛樹脂制成Nommex 蜂窩和碳纖維面板結(jié)合,不會引起電化學(xué)腐蝕,剪切模量大于 PMI 硬質(zhì)泡沫,成本較低、工藝性良好,大量應(yīng)用于機身、連接件等部位,在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;PMI 泡沫夾層結(jié)構(gòu)在很多力學(xué)性能上優(yōu)于其他蜂窩夾層結(jié)構(gòu),是一種高剛性硬質(zhì)結(jié)構(gòu),抗拉強度達 0.5MPa 以上,使用密度低于100kg/㎡,熱變形溫度可達 240℃,與 EP、BMICE 等熱固性樹脂具有良好的界面粘結(jié)強度,作為夾層結(jié)構(gòu)不易與面板界面脫粘,且 PMI 結(jié)構(gòu)透波性能良好,作為整流罩結(jié)構(gòu)材料,在滿足載荷條件的同時可實現(xiàn)寬頻透波,國外已大量應(yīng)用在整流罩上,國內(nèi)多用于民用飛機的結(jié)構(gòu)部件,新一代運載火箭長三甲系列運載火箭整流望前錐采用了國產(chǎn)的 PMI 夾層結(jié)構(gòu),降低了衛(wèi)星發(fā)射成本,應(yīng)用前景廣闊。
根據(jù)衛(wèi)星整流罩部位的不同,采用了多種復(fù)合結(jié)構(gòu),如美國的大力神運載火箭(“大力神”系列運載火箭由洲際彈道導(dǎo)彈“大力神2”發(fā)展而來,包括“大力神2”、“大力神3”、“大力神34”、“大力神4”、“商業(yè)大力神3”子系列火箭)衛(wèi)星整流罩采用了碳/環(huán)氧蒙皮和鋁蜂窩夾芯結(jié)構(gòu),歐洲阿里安4(阿里安4火箭隸屬歐洲著名的阿里安運載火箭家族,曾以成熟可靠的發(fā)射能力,在國際商業(yè)發(fā)射市場上取得成功。)采用了碳纖維、玻璃鋼纖維混合增強的環(huán)氧復(fù)合材料蒙皮和鋁蜂窩夾芯膠接夾層結(jié)構(gòu)。阿里安5(阿里安5火箭是阿里安4的繼任者,它的芯級使用高性能的“火神”大推力液氧液氫發(fā)動機,同時采用大推力固體助推器,兼顧了固體大推力和氫氧高比沖的優(yōu)勢。該型火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力超過10噸,近地軌道運載能力超過20噸,成為近20年來國際商業(yè)發(fā)射市場上的主力運載火箭之一。)則改為碳纖維增強塑料蒙皮和鋁蜂窩芯材的夾層結(jié)構(gòu)。日本H-2運載火箭(H-2是當(dāng)前日本液體火箭的主力系列,主要包括H-2A和的H-2B)衛(wèi)星整流罩的端頭帽是用鋁合金制成的一體成形件,錐段和筒段均采用了鋁合金蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。為了防止氣動加熱的影響,在端頭帽和錐段涂有二氧化硅系的耐熱涂層。
長征3運載火箭(長征三號由中國運載火箭技術(shù)研究院研制,是在長征二號系列運載火箭丙的基礎(chǔ)上,增加2.25米直徑氫氧三子級形成的三級液體火箭,主要用于發(fā)射地球同步軌道有效載荷,目前該火箭已退役)衛(wèi)星整流罩的端頭采用了玻璃鋼結(jié)構(gòu),前錐段采用了非金屬玻璃鋼蜂窩夾芯結(jié)構(gòu),筒段為鋁合金蜂窩夾芯結(jié)構(gòu),而倒錐段則為化銑網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。到長征3A時,(長征3A由中國運載火箭技術(shù)研究院研制,是將長征三號氫氧三子級替換為3米直徑、采用兩臺8噸氫氧發(fā)動機的氫氧三子級,具備了大姿態(tài)調(diào)姿能力,任務(wù)適應(yīng)能力更強。主要用于發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道有效載荷,也可以運載低軌道、極地軌道或逃逸軌道的有效載荷。長征三號甲自1994年2月8日首次發(fā)射成功以來,至今發(fā)射成功率為100%。2007年6月被中國航天科技集團授予“金牌火箭”稱號。)端頭改用玻璃鋼復(fù)合材料,前錐和筒段均為鋁合金蜂窩夾層復(fù)合結(jié)構(gòu),外表面貼軟木防熱。長征2E運載火箭(長征2E由中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制,是中國第一型捆綁式運載火箭,目前已退役)衛(wèi)星整流罩的端頭為玻璃鋼層壓結(jié)構(gòu),前錐段為玻璃鋼面板和玻璃鋼夾芯的膠接夾層結(jié)構(gòu),圓筒段和倒錐段采用鋁合金面板和鋁合金蜂窩夾芯的膠接夾層結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)
整流罩為對稱結(jié)構(gòu),主要部段包括端頭帽、前錐段、圓筒段和鉸鏈系統(tǒng)。端頭帽形狀為一球缺體,通常材料為玻璃鋼。端頭帽底面的直徑較小,相對全罩而言,小尺寸的端頭帽起到保持良好氣動外形和罩內(nèi)封閉狀態(tài)的作用。整流罩前錐段位于端頭帽下方,是一曲面回轉(zhuǎn)體,是整流罩中用于減小空氣阻力的主要部段。整流罩的圓筒段位于前錐段下方,圓筒段的截面直徑處處相同,且直徑大小是整流罩的最大直徑,因此火箭的有效載荷一般分布在此部段內(nèi),即圓筒段是有效載荷的實際保護部段。
整流罩鉸鏈系統(tǒng)是控制整流罩解鎖定位和分離軌跡的重要組件,每個半罩各兩組,沿整流罩中線下端對稱布置,每組鉸鏈系統(tǒng)均包含鉸鏈支座和鉸鏈擺臂,鉸鏈支座主要結(jié)構(gòu)為鉸鏈支座滑槽和鉸鏈支座銷軸,而鉸鏈擺臂主要結(jié)構(gòu)為鉸鏈擺臂銷軸和鉸鏈擺臂U型凹槽。鉸鏈支座是由一個鉸鏈支座銷軸連接兩個方形厚板組成,厚板上開有一個滑槽,滑槽軌跡呈不規(guī)則開口形狀,在鉸鏈支座滑槽的封閉一端是一個半圓弧。而鉸鏈擺臂是由兩塊平板和兩個鉸鏈擺臂銷軸組成,兩塊平板的位形呈一定角度的擺臂狀,鉸鏈擺臂銷軸的形狀為同軸相接的兩個不同直徑的圓柱體。在鉸鏈擺臂的底端開有一個U型凹槽,鉸鏈擺槽的開口大小略大于鉸鏈支座銷軸直徑。由鉸鏈系統(tǒng)的裝配可知,鉸鏈擺臂銷軸中心軸與鉸鏈支座滑槽的半圓弧中心軸重合,而鉸鏈擺臂銷軸與鉸鏈支座滑槽上下表面間設(shè)計具有一定的間隙量。
分離系統(tǒng)
分離系統(tǒng)主要位于整流罩的圓筒段,該系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)為預(yù)壓縮彈簧。該彈簧上端固定于后柱段內(nèi)殼面的彈簧支座上,下端與箭體上的有效載荷支架保持自由接觸狀態(tài)。彈簧在解鎖、分離前處于壓縮狀態(tài)。在整流罩橫向解鎖的爆炸螺栓起爆后,彈簧儲存的彈性勢能開始釋放,彈簧長度也隨之漸漸恢復(fù),再待分離能源裝置與支撐板不再接觸后,彈簧彈性勢能釋放完畢,彈簧不再給整流罩提供分離動力,開始隨著整流罩一起運動。
當(dāng)運載火箭飛出大氣層后,衛(wèi)星整流罩功成身退。分離系統(tǒng)就將其從運載火箭上分離出去,并且保證整流罩與衛(wèi)星和運載火箭之間有足夠的分離距離。分離系統(tǒng)包括縱向分離系統(tǒng)和橫向分離系統(tǒng)。當(dāng)兩套系統(tǒng)引爆時,幾乎同時分離,完成拋罩任務(wù)。具體的分離方案則包括平推分離方案,旋轉(zhuǎn)分離方案,以及平移-翻轉(zhuǎn)分離方案。
分離方式
整流罩在分離方式上也有不同的分類,整體軸向分離、側(cè)向平推分離和側(cè)向旋轉(zhuǎn)分離(簡稱旋轉(zhuǎn)分離),整體軸向分離方式針對于小型運載火箭的一體式整流罩,側(cè)向平推分離方式在美歐等國常被采用,如美國的德爾它系列運載火箭和歐洲航天局的阿里安系列運載火箭,而中國的長征系列運載火箭普遍采用旋轉(zhuǎn)分離方式。
發(fā)展現(xiàn)狀
國內(nèi)發(fā)展
天宮一號于2011年9月29日發(fā)射升空,是中國當(dāng)時全新研制的首個目標(biāo)飛行器。發(fā)射天宮一號目標(biāo)飛行器的長征二號FT1火箭的整流罩頭部,首次采用了西奧多·馮·卡門曲線。
2016年,由中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制的長征五號運載火箭運載火箭長征五號首飛,據(jù)“長五”火箭箭體結(jié)構(gòu)副主任設(shè)計師戴政介紹,“長五”火箭是國內(nèi)第一型采用大型“全透波結(jié)構(gòu)”整流罩的火箭。相對于傳統(tǒng)火箭整流罩的“小天窗”,“長五”火箭的整流罩可謂是一個“全景式天窗”,可滿足任何衛(wèi)星的通信要求。“‘長五”’火箭的整流罩攻克技術(shù)難關(guān)采用了一種新型的透波材料,這個突破不僅大大縮短了火箭的生產(chǎn)周期,更使中國成為國際上少數(shù)幾個能研制出大型“全透波結(jié)構(gòu)”整流罩的國家之一。
2020年6月,中國中國運載火箭技術(shù)研究院702所聯(lián)合北京理工大學(xué)共同研制了一款名叫“亥姆霍茲共鳴器”的消音器,這項發(fā)明將應(yīng)用于新一代載人火箭,讓整流罩內(nèi)的噪聲減少6-8個分貝。
2020年10月12日,中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心長三乙火箭成功發(fā)射高分十三號衛(wèi)星。長三乙火箭整流罩頂部構(gòu)成材料進行了更新,換上了可全透波的新型材料,相當(dāng)于給衛(wèi)星開一個“360度全景天窗”,地面?zhèn)瓤卣究沙掷m(xù)對衛(wèi)星進行測控,大大提升了衛(wèi)星的使用性能。
2021年7月19日中國通過一次發(fā)射任務(wù),搭載完成了整流罩落區(qū)數(shù)字技術(shù)試驗,攻破了整流罩再入大氣層過程結(jié)構(gòu)解體難題,首次實現(xiàn)中國運載火箭整流罩帶傘降落,為后續(xù)達成整流罩落區(qū)精確控制奠定了堅實基礎(chǔ)。
據(jù)悉,中國四個火箭發(fā)射場中有三個都在內(nèi)陸地區(qū),運載火箭殘骸不可避免會落到陸地上。隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展,火箭殘骸落區(qū)已經(jīng)從人口稀少地區(qū)發(fā)展為人口和生產(chǎn)生活設(shè)施較為密集的地區(qū),增大了每次火箭發(fā)射時的殘骸落區(qū)人員疏散壓力和殘骸對地面設(shè)施的破壞風(fēng)險。加之近年來中國航天發(fā)射呈現(xiàn)出的高密度態(tài)勢,火箭殘骸落區(qū)安全性和疏散保障問題亟待解決,迫切需要研究運載火箭殘骸落區(qū)精確數(shù)字技術(shù)。這次成功試驗的技術(shù)是在整流罩內(nèi)加裝傘控電氣系統(tǒng)和降落傘系統(tǒng),通過這兩個系統(tǒng)控制整流罩殘骸定點著陸在安全區(qū)域。據(jù)了解,這項技術(shù)完善和成熟之后,可以將整流罩原有落區(qū)面積縮小80%以上,大幅提升落區(qū)安全性,極大地緩解落區(qū)疏散壓力。
2022年3月,作為中國首個國內(nèi)最大尺寸的全透波復(fù)合材料整流罩實現(xiàn)首飛。長六改整流罩包括了兩件高度近4米的西奧多·馮·卡門段罩體、兩件高度5米左右的半筒段罩體。在研制生產(chǎn)過程中,中國航天科技集團八院149廠會同擁有專業(yè)復(fù)合材料研發(fā)能力的上海復(fù)合材料科技有限公司,開展了多項關(guān)鍵制造技術(shù)攻關(guān),分別從工裝設(shè)計與仿真、固化過程熱變形分析、蜂窩定型技術(shù)、材料及固化工藝等方面進行研究,研制出了蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的罩體、玻璃纖維布增強樹脂基復(fù)合材料的蒙皮、芳香族聚酰胺紙蜂窩的夾芯,再配合金屬機構(gòu)邊框,實現(xiàn)了“3+1”的大尺寸玻璃鋼復(fù)合材料夾層與金屬邊框共固化一體成型技術(shù)。2023年11月1日,長征六號改運載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空,隨后將天繪五號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
2021年8月6日0時30分,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,成功將中星2E衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道。該火箭采用全透波整流罩,不用根據(jù)每一顆衛(wèi)星的特殊需求在整流罩上開口、填充透波材料。全透波整流罩的使用,不僅使整流罩生產(chǎn)周期減少7天,而且進一步提高了火箭的任務(wù)適應(yīng)性。
2023年5月30日,長征二號系列運載火箭F運載火箭整流罩首次使用機械鎖式機構(gòu),將神舟十六號載人飛船成功送入太空。
國外發(fā)展
在運載火箭整流罩材料設(shè)計和制造方面以美國的技術(shù)最為先進,上世紀(jì) 70 年代美國研制出 Duroid5870 復(fù)合材料,同時還完成了整流罩熱加載、高溫電性能、燒蝕和抗雨蝕等試驗,并研制了用于電性能測試的整流罩自動測試設(shè)備 目前,耐高溫有機樹脂基復(fù)合材料( HTPMCS) 體系中,美國研發(fā)的 PI 樹脂 ( PMR-15 與 PMR-50) 已成為航天工業(yè)的基礎(chǔ)材料,大大推動 PI 復(fù)合材料在大型結(jié)構(gòu)部件中的應(yīng)用并降低成本。石英纖維的優(yōu)異介電性能,易于實現(xiàn)寬頻透波,國外運載火箭整流罩大多已選用由石英纖維復(fù)合材料制備,美國已研制出石英纖維增強 PI 樹脂復(fù)合材料整流罩結(jié)構(gòu),使用溫度高于 538℃。
俄羅斯擁有的世界領(lǐng)先水平的復(fù)合材料制備技術(shù),在研制應(yīng)用先進耐高溫材料的同時,發(fā)展了適用于寬頻帶整流罩和電磁/紅外雙模整流罩的新型復(fù)合材料,同時加強對整流罩的加工和制造技術(shù)研究,著重關(guān)注整流罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計和電氣性能的設(shè)計即。俄羅斯發(fā)展的改性酚酸樹脂的工藝性能和透波性能均達到非常高的水平,其最高使用溫度達到 600℃,已在寬頻整流罩上得到成功應(yīng)用。
參考資料 >
整流罩是什么?衛(wèi)星整流罩的功能是什么?.科技時報 .2023-11-03
航空詞匯知多少——整流罩.澎湃新聞.2023-11-06
長三乙火箭材料更新可全透波,成功發(fā)射高分十三號衛(wèi)星.澎湃新聞.2023-11-06
首次實現(xiàn)我國運載火箭整流罩帶傘降落.央視新聞.2023-11-06
美國運載火箭.中國載人航天.2023-11-06
歐洲運載火箭“青黃不接”.荊楚網(wǎng).2023-11-06
高邊疆之謀?|積極研發(fā)新火箭,日本航天發(fā)射能力有多強?.澎湃新聞.2023-11-06
長征三號.中國航天科技集團有限公司.2023-11-06
長征三號甲.中國航天科技集團有限公司.2023-11-06
長征二號E(長二捆).中國運載火箭研究院.2023-11-06
天和、問天、天問、夢天……一次分清中國航天里的天字輩.澎湃新聞.2023-11-06
馮·卡門曲線:妙曼身姿 罩護天宮——全新火箭整流罩攻關(guān)研制紀(jì)實.中國航天科技集團公司.2023-11-06
長征五號首飛成功.中國政府網(wǎng) .2023-11-03
“大火箭”整流罩可為衛(wèi)星開啟“全景式天窗”.中國運載火箭技術(shù)研究院官網(wǎng).2023-11-03
整流罩內(nèi)的噪音很大,現(xiàn)在已經(jīng)解決了,宇航員“耳根子”清凈了.中國航天火箭院 .2023-11-03
第一視角!我國首次完成火箭整流罩帶傘降落試驗.央視網(wǎng) 2 .2023-11-03
“皇冠”內(nèi)藏玄機!4.2米全透波復(fù)合材料衛(wèi)星整流罩實現(xiàn)首飛.北京日報 .2023-11-03
長六改火箭成功發(fā)射天繪五號衛(wèi)星.中國航天科技集團六院.2023-11-06
我國成功發(fā)射中星2E衛(wèi)星.人民日報.2023-11-02
讓“乘客”安全“下車”!載人火箭整流罩有獨特解鎖方式.北京日報.2023-11-03