Справочник по композиционным материалам

Использование композитов в космических аппаратах

Композиты для использования в космосе и космических аппа­ратах разрабатывались как НАСА, так и министерством обороны США. Последним примером такой разработки могут служить дверцы приборного отсека орбитальной ступени космического корабля «Шаттл». Эти детали представляют собой наибольшие сборные конструкции из композита шириной 3,7 м и длиной 18,3 м. Снижение массы конструкций является важнейшей зада­чей при применении КМ в космической технике, чем и объясняется быстрое увеличение объемов использования композитов в этой области. Другими особыми свойствами композитов для космиче­ских аппаратов являются регулируемый термический коэффи­циент линейного расширения, низкотемпературная стабильность, возможность расчета нагрузок и высокая удельная жесткость. В случае применения в космической технике КУС желательно использовать в виде сверхтонких слоев толщиной 0,025 мм и обеспечить создание таким образом оптимальных структур для солнечных батарей большой площади. Несомненно, что это станет реальностью в ближайшем будущем.

Композитные трубчатые структуры с почти нулевым термиче­ским коэффициентом линейного расширения были изготовлены фирмой «Грумман» для большого космического телескопа. Компо­зиты были успешно использованы также для прецизионных креп­лений, оптических скамей и электромагнитных антенн. Кон­струкции для будущих космических применений будут, очевидно, изготовляться на основе КУС.

Вследствие высокой стоимости спускаемого аппарата кон­струкции из композитов, обеспечивающие снижение массы, тре­буют наибольших вложений и ранее испытывались при больших скоростях, чем в случае обычных летательных аппаратов. Косми­ческие капсулы и ракеты начального периода имели носовые обте­катели, кожухи и теплозащитные экраны, изготовленные из абля­ционных материалов,, стойких к воздействию высокой темпера­туры. Для многих ракетных сопл также используют абляционные конструкции. В оригинальной разработке командного модуля ракеты «Аполлон» и прибора для контроля космической среды многие виды композитов были использованы внутри и вне кабины. После трагического пожара на корабле «Аполлон» использование композитов внутри кабины резко сократилось и были приняты меры по замене их на негорючие материалы. Для долговремен­ной эксплуатации в космическом пространстве оказались необхо­димыми также стойкость к Дегазации и влиянию сильного