碳纤维航天应用实例——航天飞船太阳翼
梦天实验舱与中国空间站对接并实施转位后,中国空间站将形成“T”字构型。中国空间站也将同时使用上三种不同的太阳翼,其中前两代太阳翼上都用上了碳纤维材料,未来第三代太阳翼上碳纤维同样不可或缺。
在中国空间站的规划设计过程中,科研人员针对不同舱体的特点与需求,开发了三代太阳翼,每一代都各具特点。神舟载人飞船采用的是第一代刚性太阳翼、天舟货运飞船采用的是第二代半刚性太阳翼。
第一代用的叫刚性基板,它是用的碳纤维加铝蜂窝这种结构的,它的体积比较大。货运飞船在原来功率需求的进一步提升之上,又使用了第二代半刚性的太阳电池翼,它用了碳纤维的框架加玻璃纤维网,就像网球拍,大大降低了整个太阳翼的重量。
相较于神舟飞船和货运飞船,空间站的两个实验舱体积都非常大。同时实验舱还需要携带大量机柜,完成多项在轨实验,用电量较大。为此,科研人员专门开发了第三代柔性太阳翼,来保障实验舱的用电需求。在天和、问天、梦天三舱组合后,空间站的日发电量可达近1000度,让中国空间站真正实现“用电无忧”。