最火中国建材集团助飞天宫一号碳纤维复合材料装

中国建材集团助飞“天宫一号” 碳纤维复合材料“装备”两大关键系统

从2005年起，哈尔滨玻璃钢研究院陆续承担了三项“天宫一号”的研制项目，包括“天宫一号”资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台研制、“天宫一号”应用系统先进复合材料相机支架研制、“天宫一号”应用系统碳纤维复合材料安装座研制。三个项目由林再文副院长亲自负责，在他的带领下，项目研制顺利，历经模样、初样、试样到正式应用，完全满足了“天宫一号”的应用需要。此前，哈玻院曾承担并圆满完成了载人航天工程从“神舟一号”至“神舟七号”的相应科研任务。

资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台是“天宫一号”的重要结构件。“天宫一号”空间实验室资源舱包括发动机和电源装置等，用于提供轨道与姿态控制、电力能源供应、热控环控，为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。资源舱推进分系统主承力结构件是“天宫一号”的重要结构件，外形尺寸大，可分配的结构空间和结构重量小，载荷条件苛刻，设计和制造的技术难度较大。

哈玻院设计的碳纤维复合材料承力锥台结构方案，创造性地使用蜂窝夹层结构与复合材料十字梁组合结构作为主承力结构件，该设计方案优于金属面板方案，解决了推进分系统结构空间小、有效载荷难以布局的难题。在产品设计、研制过程中，科研人员破解了大型复合材料结构的有限元设计方法及其在复杂载荷作用下的承载能力、主承力蜂窝夹层结与含有溴系阻燃剂的PP样本相比构的设计计算方法等问题，攻克了产品模具设计技术、十字梁整体成型工艺、主承力高精度要求的蜂窝板成型工艺、大型复杂结构的装配工艺等一系列关键技术，满足了“天宫一号”承力锥台工艺制造需求。

2005年起，经过结构设计、仿真计算分析、初样产品研制、静力试验、正样产品研制等阶段，“天宫一号”资源舱推进分系统先进复合材料承力锥台产品成功交付使用。

碳纤维复合材料相机支架是“天宫一号”应用系统的重要承力结构件。为满足空间光学结构的应用，相机支架的设计要求五个“高”：尺寸精度及形位精度要求高；线膨胀系数要求高；结构弹性模量要求高，变形要微米数量级；产品基频高，达100Hz以上；重量指标要4、驱动控制方式：微机控制电液伺服求高，研制的技术难度较大。

2006年，哈玻院承担了“天宫一号”碳纤维复合材料相机支架组件的研制任务。该项目利用大型仿真分析软件建立了参数化计算模型，对复合材料构河津市相干部门要牢固建立服务意识件进行优化设计，在不2、是拉力速度的问题规则结构的有限元分析计算方法等方面具有创新性，并解决了三大技术难题：不规则、不等厚、不等宽、大截面加筋结构的工艺成型技术，复合材料加筋夹层结构的成型技术以及高精度双层加筋结构的精度控制。“天宫一号”碳纤维相机支架最终顺利交付，并通过了各项地面试验考核。

碳纤维复合材料安装座是“天宫一号”应用系统空间光学相机结构传动轴的安装支座，由碳纤维主轴、副轴轴盖、底座以及钛合金轴套等零部件组成。为满足空间光学结构件尺寸稳定性要求高的需要，采用高模量、低膨胀系数的碳纤维制造安装座的主体结构。该项研制任务由哈玻院2008年期承担，产品最终顺利交付，并通过了地面试验考核。

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