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美国火箭实验室正打造世界最大碳纤维复合材料“中子”火箭

发表时间:2024-10-22 13:03:33  作者:超级管理员 阅读数:99

  美国火箭实验室的中子号中型载荷火箭在太空旅行方面取得了创新性的进展,这是迄今为止制造的最大的复合材料火箭。最初,数百层、数千平方英尺的碳纤维被手工铺设到一个模具上,一个庞大的团队花费了数周时间才完成。

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  现在,39英尺高的碳复合材料3D打印机每分钟可铺设328英尺长的碳纤维,有了火箭实验室的新型自动光纤铺放(AFP)机,一天之内就能完成。

  你可以把它想象成类似于一台39英尺(12米)高、75吨重的自主式3D打印机,它能以每分钟328英尺(100米)的速度打印出碳纤维层。它不是“打印”部件,而是将碳纤维片一层一层地向不同方向铺设,以增强每个结构的强度和刚度。AFP的横向移动能力可达98英尺(30米),因此完全有能力铺设最大的部件——91英尺(28米)长的中子火箭中间级和整流罩。

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  AFP还负责将直径为22.9英尺(7米)的第一级和直径为16.4英尺(5米)的第二级油箱分层。

  在加工工件时,内置的全自动检测系统会扫描碳复合材料结构中的缺陷或瑕疵,并在进行下一层加工前暂停,提醒操作员注意。

  SpaceX的星际飞船主要由不锈钢(300系列"HFS",就像Cybertruck的“防弹”材料)制成,而波音的Starliner主要使用铝合金。最初,SpaceX考虑在星际飞船上使用CF复合材料,但考虑到不锈钢的成本效益、耐温性和耐用性,最终选择了不锈钢。

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  火箭实验室预计,AFP的使用将使世界上最大的复合材料可重复使用火箭的建造成本更低,生产速度更快、更容易,从而节省超过15万个工时。

  火箭实验室网站称,该公司的目标是在2025年发射第一枚中子火箭。


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