Китайские ученые разработали инновационный способ изготовления композитных материалов, способный существенно увеличить прочность конструкций, применяемых в космических аппаратах, авиации и беспилотных летательных аппаратах. Специалисты из Института механики Китайской академии наук модифицировали сбалансированный метод укладки, предполагающий симметричное расположение слоев волокна под углами, обеспечивающими снижение структурных напряжений. Благодаря новому подходу, им удалось повысить прочность разработанного ими материала, обладающего небольшим весом, на 26 процентов.
В экономике, ориентированной на космические полеты, доставка каждого килограмма груза в космос требует колоссальных затрат энергии, поэтому управление массой является ключевой задачей при планировании миссий. Разработка нового легкого материала открывает возможности для существенного снижения веса конструкций космических аппаратов, сокращения расходов на космические путешествия и увеличения массы полезной нагрузки. Как сообщает издание South China Morning Post, ученые предложили новаторский метод производства композитных материалов, что стало вызовом для шестидесятилетней практики.
Помимо увеличения прочности на 26%, разработчики отметили и 13-процентное улучшение качества соединений. Их технология также позволила снизить деформацию при отверждении в ходе производства. Это открывает больше возможностей для проектирования, поскольку сокращение деформации отверждения ведет к уменьшению искажений при изготовлении. Как указано в отчете SCMP, такая повышенная гибкость в проектировании будет особенно ценна для компонентов, требующих высокой точности, например, для фюзеляжей, крыльев и несущих панелей.
Усиление глобальных конфликтов подталкивает мировые державы к разработке беспилотных систем, предназначенных для поражения целей в глубоком тылу. Использование облегченных, но прочных материалов может стать ключевым фактором для расширения радиуса действия беспилотных летательных аппаратов, известных как беспилотники-камикадзе.
Команда также отметила перспективность своего материала для аэрокосмической индустрии в период значительных изменений в сфере освоения космоса. На этой неделе астронавты миссии NASA «Артемида II» направились к Луне, что стало важным шагом для будущих космических планов США. Китай и США вовлечены в новую гонку за космос, и обе страны нацелены на высадку космонавтов на лунную поверхность к концу текущего десятилетия. «Артемида II» не предполагает посадки на Луну, однако подготовит почву для двух лунных миссий с посадкой, запланированных на 2028 год. Параллельно Китай завершил ключевые наземные испытания своего лунного посадочного модуля «Ланьюэ», а также провел испытания системы аварийного спасения и отмены старта для пилотируемой капсулы «Мэнчжоу». Помимо этого, Китай недавно продемонстрировал значительные успехи в области коммерческих запусков. После запуска ракеты-носителя Kinetica-2 Y1 компании CAS Space вице-президент компании Ян Хаолян сообщил, что стоимость запуска ракеты достигла уровня Falcon 9, несмотря на то, что она была запущена в невозвращаемой конфигурации. Внедрение инновационных композитных материалов, позволяющих уменьшить массу запускаемых аппаратов, может привести к дальнейшему снижению затрат на вывод в космос.