Когда ракета высотных исследований Немецкого аэрокосмического центра (DLR) стартует в марте на 23-й ракетной миссии Rexus, она несет специальный модуль полезной нагрузки: у команды из кафедры углеродных композитов в Техническом университете Мюнхена (TUM) есть модуль из углеродного волокна, армированного, разработан термопласт.
Картинная галерея
По словам председателя, недавно разработанный модуль полезной нагрузки не только экономит 40 процентов веса ранее использованных алюминиевых модулей, но и предлагает преимущества с точки зрения технологии производства: в отличие от термореактивных материалов, армированных волокном, которые уже используются в авиации, модуль не требует производства отверждение в автоклаве при высоких температурах.
Встреча пользователей для облегченной конструкции Легкая конструкция экономит ресурсы и вес и уже давно перестала играть важную роль только в автомобильной промышленности. Легкая встреча конструкция пользователь объясняет, как конструкции становятся свет еще нестабилен и какие преимущества они приносят.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
Компонент как бы из одного источника
Модуль полезной нагрузки представляет собой по существу цилиндрическую трубу. Нагрузочные кольца интегрированы на концах. Отдельные модули скручиваются вместе, используя их. Поскольку кольцо и цилиндр изготовлены из одного и того же термопластичного материала, армирующие волокна могут быть приварены непосредственно к кольцам при создании цилиндра.
Ральф Энгельхардт (Ralf Engelhardt), сотрудник кафедры углеродных композитов, объясняет: «Путем плавления мы получаем компонент как из одной пресс-формы, без каких-либо клеевых точек или винтовых соединений. Это экономит время, вес и деньги."
Интегрированные оптоволоконные датчики температуры
Волокна, из которых состоит цилиндр, залиты полиэфирэфиркетоном (ПЭЭК). Намотка и плавка автоматизированы. Датчики и их соединения могут быть встроены непосредственно в материал.
В сотрудничестве с кафедрой измерительных систем и сенсорных технологий в TUM команда интегрировала волоконно-оптические датчики температуры, которые считывает измерительное устройство. Во время полета они могут непосредственно измерять тепловую нагрузку на модуль полезной нагрузки на различных глубинах материала.
«Поскольку оптические волокна очень малы, их влияние на механические свойства модуля очень мало», - говорит Энгельгардт. «Тем не менее, прямая интеграция в ламинат во время производства открывает еще больше возможностей: в дополнение к мониторингу температуры также возможны измерения деформации. Это сделало бы возможным мониторинг нагрузки на модуль в режиме реального времени ».
Запуск Rexus с прошлого года можно увидеть на следующем видео:
Больше информации:
Модуль CFRP со встроенными датчиками и измерительной системой является частью миссии Rexus XXIII. Программа Rexus позволяет университетам со всей Европы проводить эксперименты на высотных ракетах в Кируне, Швеция, и реализуется в рамках двустороннего соглашения между DLR и Шведским национальным космическим советом.