CN102121200B - 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用 - Google Patents

一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102121200B
CN102121200B CN2010105979392A CN201010597939A CN102121200B CN 102121200 B CN102121200 B CN 102121200B CN 2010105979392 A CN2010105979392 A CN 2010105979392A CN 201010597939 A CN201010597939 A CN 201010597939A CN 102121200 B CN102121200 B CN 102121200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite rope
aramid fiber
rigidizing
fiber
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010105979392A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102121200A (zh
Inventor
谢志民
苗常青
谭惠丰
刘宇艳
万志敏
杜星文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN2010105979392A priority Critical patent/CN102121200B/zh
Publication of CN102121200A publication Critical patent/CN102121200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102121200B publication Critical patent/CN102121200B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供了一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用，本发明的复合材料绳：碳纤维和电阻丝被包覆在芳纶纤维中，芳纶纤维与碳纤维和电阻丝之间的空间内添加有环氧树脂中，所述聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层包覆在内层的外部。本发明所述刚性的节点连接元件粘接在气体阻隔层的外侧，复合材料绳通过刚性的节点连接元件形成网状结构缠绕在气体阻隔层的外侧。将制成的充气展开可刚化管或环在地面折叠，用封闭包装进行包装，保存在避光低温的环境中；发射升空后，对可刚化充气管或环进行充气达到预定的形状，由于复合材料网架结构可通过电加热实现固化，这样即可得到设计要求的管或环结构，刚化后的网架是主要承载结构。

Description

一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料绳及其应用，属于航天技术领域。
背景技术
随着航天科技的发展，人类对宇宙空间的探索以及对太空资源的开发利用研究也更加深入，这对航天器结构提出了更高要求。轻质大型航天结构意味着可携带更多的有效载荷。管状结构(如管或环)是航天器中一类重要的结构单元。充气展开可刚化管或环在发射前可折叠包装，发射后通过充气压力驱动展开，并能够利用电加热使增强网结构固化以满足结构刚度、强度等性能要求。这类管状结构具有收藏体积小、展开可靠性高、结构重量轻和结构刚化后无需保压等优点，在航天领域具有广阔的应用前景。目前，在太空中使用的管状结构较多是刚性不可折叠的，它们的尺寸受运载工具发射空间限制而不能做得很长或很大，在太空构建大型结构应用上受到限制。
发明内容
本发明的目的是为解决目前，在太空中使用的管状结构较多是刚性不可折叠的，它们的尺寸受运载工具发射空间限制而不能做得很长或很大，在太空构建大型结构应用上受到限制的问题，进而提供一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用。
本发明的复合材料绳为内外两层结构，所述内层包括：碳纤维、电阻丝、芳纶纤维和环氧树脂，碳纤维和电阻丝被包覆在芳纶纤维中，芳纶纤维与碳纤维和电阻丝之间的空间内添加有环氧树脂，芳纶纤维用六至十二股螺旋交互法编织，所述外层是适用于太空环境的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层，所述聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层包覆在所述内层的外部。
本发明复合材料绳在充气展开可刚化管状结构上的应用，包括气体阻隔层、复合材料绳和刚性的节点连接元件，所述刚性的节点连接元件粘接在气体阻隔层的外侧，复合材料绳通过刚性的节点连接元件形成网状结构缠绕在气体阻隔层的外侧。
本发明的有益效果：将制成的充气展开可刚化管或环在地面折叠，用封闭包装进行包装，保存在避光低温的环境中；发射升空后，对可刚化充气管或环进行充气达到预定的形状，由于复合材料网架结构可通过电加热实现固化，这样即可得到设计要求的管或环结构，刚化后的网架是主要承载结构。
本发明具有折叠体积小、展开可靠性高、重量轻等十分明显的优点，而且在太空环境下固化后的管状结构无需通过气体保压而保持形状，避免了长期对气源的依赖，在航天领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明的具体实施方式提供的复合材料绳2的结构示意图，
图2是复合材料绳2的剖面示意图，
图3是气体阻隔层1、复合材料绳2和刚性的节点连接元件3的连接结构示意图(直管状)，
图4是图3的剖面示意图，
图5是气体阻隔层1、复合材料绳2和刚性的节点连接元件3的连接结构示意图(环状的一段)，
图6是刚性的节点连接元件3的结构示意图，
图7是刚性的节点连接元件3上带有复合材料绳穿绳孔的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：见图1和图2，本实施方式的复合材料绳2为内外两层结构，所述内层包括：碳纤维4、电阻丝5、芳纶纤维6和环氧树脂7，碳纤维4和电阻丝5被包覆在芳纶纤维6中，芳纶纤维6与碳纤维4和电阻丝5之间的空间内添加有环氧树脂7中，芳纶纤维6用六至十二股螺旋交互法编织，所述外层是适用于太空环境的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层8，所述聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层8包覆在所述内层的外部。所述的外层材料聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层8可以防止预浸树脂的复合材料绳在折叠过程中相互粘连。
所述芳纶纤维6用六股螺旋交互法编织。
所述芳纶纤维6用八股螺旋交互法编织。
所述芳纶纤维6用十二股螺旋交互法编织。
具体实施方式二：见图3～图7，本实施方式复合材料绳在充气展开可刚化管状结构上的应用，包括气体阻隔层1、复合材料绳2和刚性的节点连接元件3，所述刚性的节点连接元件3粘接在气体阻隔层1的外侧，复合材料绳2通过刚性的节点连接元件3形成网状结构缠绕在气体阻隔层1的外侧。本实施方式有利于复合材料绳2和刚性的节点连接元件3结成的可刚化网在气体阻隔层1上的定位，且有利于成形尺寸精度高的管状网架结构。
所述的气体阻隔层1为聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜。
所述刚性的节点连接元件3由铝合金材料制成。
所述刚性的节点连接元件3为扁的圆柱形，刚性的节点连接元件3内设有交叉的复合材料绳的穿绳孔3-1。

Claims (4)

1.一种复合材料绳，其特征在于，复合材料绳(2)为内外两层结构，所述内层包括：碳纤维(4)、电阻丝(5)、芳纶纤维(6)和环氧树脂(7)，碳纤维(4)和电阻丝(5)被包覆在芳纶纤维(6)中，芳纶纤维(6)与碳纤维(4)和电阻丝(5)之间的空间内添加有环氧树脂(7)，芳纶纤维(6)用六至十二股螺旋交互法编织，所述外层是适用于太空环境的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层(8)，所述聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜层(8)包覆在所述内层的外部。
2.根据权利要求1所述的复合材料绳，其特征在于，所述芳纶纤维(6)用六股螺旋交互法编织。
3.根据权利要求1所述的复合材料绳，其特征在于，所述芳纶纤维(6)用八股螺旋交互法编织。
4.根据权利要求1所述的复合材料绳，其特征在于，所述芳纶纤维(6)用十二股螺旋交互法编织。
CN2010105979392A 2010-12-21 2010-12-21 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用 Expired - Fee Related CN102121200B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105979392A CN102121200B (zh) 2010-12-21 2010-12-21 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105979392A CN102121200B (zh) 2010-12-21 2010-12-21 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102121200A CN102121200A (zh) 2011-07-13
CN102121200B true CN102121200B (zh) 2012-06-27

Family

ID=44249852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105979392A Expired - Fee Related CN102121200B (zh) 2010-12-21 2010-12-21 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102121200B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102700705A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 哈尔滨工业大学 一种用于控制充气结构构型混编预张力索网的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103373473B (zh) * 2012-04-11 2017-11-21 周庆才 飞机轨道滑跑起飞和降落辅助装置
CN112539993B (zh) * 2020-12-11 2022-11-08 中铁九局集团有限公司 一种模型试验中固定传感器的气压调节刚度装置及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2169431C (en) * 1995-03-06 2005-07-12 Claudio De Angelis Equipment for recognising when synthetic fibre cables are ripe for being discarded
JPH1046746A (ja) * 1996-08-01 1998-02-17 Kurosawa Kensetsu Kk ケーブル
JPH11260155A (ja) * 1998-03-06 1999-09-24 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd バイパスケーブル
JPH11295572A (ja) * 1998-04-07 1999-10-29 Fuji Densen Kk 光ファイバコードおよびその製造方法
CN201043272Y (zh) * 2007-04-26 2008-04-02 成都鑫隆泰工程材料有限公司 一种耐腐蚀纤维锚杆
CN101494092A (zh) * 2009-02-18 2009-07-29 程显军 用于架空输电线路导线的芳纶纤维与碳纤维复合芯
CN201584186U (zh) * 2009-06-19 2010-09-15 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种加强复合纤维芯减振导线
CN101886347B (zh) * 2010-07-09 2012-10-17 金文成 含有高韧耐磨套管的纤维预应力绳的制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102700705A (zh) * 2012-06-29 2012-10-03 哈尔滨工业大学 一种用于控制充气结构构型混编预张力索网的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102121200A (zh) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7108228B1 (en) Hydrogen-fueled spacecraft
CN109449559B (zh) 一种形状记忆充气管结构及其制备方法
CN102121200B (zh) 一种复合材料绳及其在充气展开可刚化管状结构上的应用
RU2012158253A (ru) Сверхжесткий комбинированный аэростатический летательный аппарат и способ его изготовления
CN101229848A (zh) 空中展开式飞艇
CN1672914A (zh) 用于空间充气展开结构的热固性复合薄膜及制作、刚化方法
CN101905748B (zh) 一种充气展开式空间站物品储放舱
US20080257396A1 (en) High altitude structures and related methods
GB2448589A (en) High altitude structures and related methods
Lichodziejewski et al. Spiral wrapped aluminum laminate rigidization technology
Sinn et al. Inflatable structures for Mars base 10
Keller et al. Development of a deployable boom for microsatellites using elastic memory composite material
Doggett et al. Non-Axisymmetric Inflatable Pressure Structure (NAIPS) Concept that Enables Mass Efficient Packageable Pressure Vessels with Openings
Moore Quasi-static nonlinear analysis of a celestial icosahedron shaped vacuum lighter than air vehicle
Wang Effect of ballonet sloshing on the stability characteristics of an airship
CN209385821U (zh) 一种新型仿生可展开结构
Koryanov et al. Review of the technologies for development the inflatable brake device for deorbiting the space objects
Jenkins et al. Gore/seam architectures for gossamer structures
Sippel et al. Progress on advanced cryo-tanks structural design achieved in CHATT-project
Tsunoda et al. Rigidizable membranes for space inflatable structures
RU2736982C1 (ru) Многоцелевой трансформируемый гермоотсек
Booker et al. Conceptual design of an inflatable-winged aircraft for the exploration of Titan
Lingtong et al. Design and Analysis of Large Space Membrane Sunshield Structure Based on Origami.
Dollah et al. Inflatable structure for aerospace application: Historical perspective and future outlook
JP3866988B2 (ja) 硬化型インフレータブル装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120627

Termination date: 20121221