张建宝
卫星用复合材料气瓶性能
林松王俊锋
孙宏杰
（航天材料及工艺研究所，北京100076）
蒋文革
文摘通过对环氧树脂、NOL环力学性能、金属内衬表面性能、复合材料真空质损和复合材料气瓶性能等进行研究和分析，研制出一种用于卫星推进系统的复合材料气瓶。结果表明：该复合材料气瓶经150次疲劳试验后爆破压强为86MPa，容器特征系数达57.7km，且满足真空使用环境要求。
关键词纤维缠绕，复合材料气瓶，爆破压强，碳纤维
PerformanceofCompositeOverwrappedPressureVessel
Applied on Secondary Planet
LinSong
ZhangJianbao
WangJunfeng
Sun Hongjie
JiangWenge
(Aerospace Research Institute of Materials & Processing Technology,Beijing100076)
AbstractThe experiments are studied in epoxy resin cast mechanical property, NOL hoop mechanical proper-ty, surface property of metallic inner wall, vacuum outgassing of composite and composite pressure vessel, aimed to the manufacturing of composite overwrapped pressure vessels(COPV) on the propulsion system of satellites. The re saeeee factor is 57.7 km,and the COPV is suitable for the application needing in vacuum
Key wordsFilament wound, Composite pressure vessel, Burst pressure, Carbon fiber
引言 0
复合材料气瓶具有质量轻、压力容限高、可靠性高、抗疲劳、耐腐蚀等优点，是一种比较理想的轻质高强、高性能气瓶，能够满足航天部件高效、减重的要求。国外已经在运载火箭、航天飞机、人造卫星、空间站等航天器系统中使用了复合材料气瓶，如：HS 2601、HS2702卫星平台，FS21300、Eurostars22000 卫星平台，Centaur运载火箭上面级以及航天飞机等[1-7]·航天器的成功发射所需的巨额成本和潜在技术风险，对复合材料气瓶在减重、可靠性、压力容限等方面提出了苛刻的要求，复合材料气瓶已发展成为航空航天结构动力系统的关键组成部件之一[2-8]。
本文以卫星推进系统复合材料气瓶研制为目标，通过对环氧树脂力学性能、NOL环力学性能、金属内衬表面粘结性能、复合材料真空质损和复合材料气瓶性能进行试验研究。
1实验 1.1材料
TDE-85环氧树脂，天津津东化工厂生产；环氧稀释剂、胺类固化剂，自制；碳纤维T1000（12K），日本东丽公司，性能见表1。试验件内村为10L、TC4 内衬。
表1碳纤维性能
Tab.1 Properties of carbon fiber
拉伸强度/
拉伸模量/
GPa 6.37
GPa 294
断裂伸长率/% 2.2
1.2试样及气瓶的制备 1.2.1树脂浇铸体制备
密度/ g*cm~3 1.80
线密度/ gkm 485
将树脂各组分按照一定的配比混合均匀，真空脱泡，然后浇铸到事先预热的拉伸试样模具中，加温固
化，脱模制得试样。 1.2.2NOL环制备
按照GB/T2578—1989制备复合材料NOL环拉
伸及层剪试样。 1.2.3气瓶制备
收稿日期：2013-03-15修同日期：2013-04-25
作者简介：张建宝，1982年出生，博士，研究方向为复合材料自动化成型及工艺优化。E-mail：zhangjianbao703@163.com
宇航材料工艺http://www.yhelgy.com2013年第4期万方数据
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