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NASA完成首次火箭壳体测试 使用复合材料提高性能

更新于:2016-08-18   来源:环球网   点击:279次

关键词: NASA    火箭壳体    复合材料  


 

    据国外媒体报道,你知道该如何将火箭和探测器结构建造得更轻更强大吗?想出一个全新的设计方案,使用创新科技材料,建造出火箭的部分结构,然后再摧毁。工程师们就是利用这个方法,不仅能知道某个结构在测试中会如何表现,同时还能知道如何使用高科技模型在其进入发射台之前预测该结构会如何表现。NASA在今年春季末成功对一个大型圆柱形容器进行了一系列高科技综合测试,结果表明它无法承受重达900,000磅的压缩负载,这一切都是为了将来能够建造出具有更轻、更强大的原始结构的太空运输设备。

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    在马歇尔太空飞行中心对壳体屈曲折减系数进行测试的过程中,向复合材料身管顶部持续施加作用力以评估被试验样本的结构完整性,测试结果将有助于工程师们将来对太空运输设备的设计与建造。来自NASA兰利研究中心的研发工程师Marc Schultz博士表示,由于团队具有使用世界最先进模型技术的经验,我们对这个容器的表现持乐观态度,而且我们能预测硬件什么时候会失败。事实上,我们的预测结果与真实结果只有大概1%以内的误差,这使我们感到十分高兴。

    近年来,越来越多的太空运输设备都开始使用复合材料,运用得当的话,复合结构比传统金属结构具有诸多优势,例如更小的质量,更好的耐用性,更少的零件数,还能减少寿命周期成本。这个由NASA设计的容器直径8英尺,高8.4英尺,由石墨-环氧复合材料制成,具有蜂巢状芯轴的夹层结构。它配备有近300个独立的电阻与位移传感器,以及大约16,000个光纤传感器来评估容器的结构完整性。

    另外,高速及低速摄像机还安装有特殊的软件,用以监视被试验样本在装载过程中的黑白波尔卡点图样,观察并测算它的位移及变形。这一系列测试是对壳体屈曲折减系数进行的第一次综合测试,着重于为将来建造更安全更轻便的太空运输架构建立基于数据分析的发展与验证指导方针。

设计出更轻便的火箭能够使运输设备承载更大的负载着陆装置、设备、食物等供需品,更重要的是它能使人类到达更远的太空深处,包括无法进行快速补给的火星。首席测试工程师Lucas Day表示,我们的团队在此次测试中学到了很多测试圆柱形组合结构的相关知识,我们在接来下四年中还将进行的剩余四项测试中运用这些知识。


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